GONZALO CUADRADO SÁENZ CARLOS PABLOS ABELLA JUAN GARCÍA MANSO ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR WANCEULEN EDITORIAL DEPORTIVA, S.L. Título: ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Autor: Gonzalo Cuadrado Sáenz, Carlos Pablos Abella, Juan García Manso Editorial: WANCEULEN EDITORIAL DEPORTIVA, S.L. C/ Cristo del Desamparo y Abandono, 56 - 41006 SEVILLA Tlfs: 95 465 66 61 y 95 492 15 11 - Fax: 95 492 10 59 84-9823-127-2 I.S.B.N.: Dep. Legal: ©Copyright: WANCEULEN EDITORIAL DEPORTIVA, S.L. Primera Edición: Año 2006 Impreso en España: Publidisa Reservados todos los derechos. Queda prohibido reproducir, almacenar en sistemas de recuperación de la información y transmitir parte alguna de esta publicación, cualquiera que sea el medio empleado (electrónico, mecánico, fotocopia, impresión, grabación, etc), sin el permiso de los titulares de los derechos de propiedad intelectual. ÍNDICE Capítulo 1: La fuerza: Introducción y conceptos básicos ................................. 7 Capítulo 2: Manifestaciones de la fuerza .......................................................... 13 2.1. Manifestaciones de la fuerza .................................................................... 13 2.2. Variantes de la fuerza activa..................................................................... 14 2.3. Variantes de la fuerza reactiva ................................................................. 19 Capítulo 3: Las adaptaciones a nivel neuromuscular ...................................... 25 3.1. Procesos de adaptación que se producen durante el entrenamiento de la fuerza............................................................................................... 25 3.2. Adaptaciones a nivel neuromuscular........................................................ 26 3.3. La velocidad de conducción del impulso nervioso.................................... 29 3.4. Niveles de fuerza desarrollada ................................................................. 30 3.5. Características de la contracción.............................................................. 31 3.6. Niveles de adaptación neuromuscular...................................................... 32 Capítulo 4: Adaptaciones en las estructuras musculares ............................... 59 4.1. Adaptaciones estructurales....................................................................... 59 4.2. Evolución del porcentaje de fibras musculares......................................... 67 4.3. Diferencias entre los distintos tipos de fibra ............................................. 70 Capítulo 5: La síntesis de proteínas .................................................................. 77 5.1. La síntesis de proteínas............................................................................ 77 5.2. El control y la actividad de los genes........................................................ 80 5.3. Efectos de la síntesis de proteínas en la construcción muscular ............. 81 5.4. Proceso gradual en la formación de nuevas proteínas............................. 82 5.5. Teorías explicativas de los mecanismos que activan la síntesis de proteínas.......................................................................................................... 84 5.6. Mecanismos que activan la síntesis de proteínas .................................... 85 Capítulo 6: Comportamiento fisiológico durante el trabajo de fuerza máxima ................................................................................... 89 6.1. Comportamiento fisiológico durante el trabajo extensivo de fuerza ......... 89 6.2. Comportamiento fisiológico durante el trabajo intensivo de fuerza .......... 90 6.3. Número de veces que se trabaja un grupo muscular por microciclo ........ 92 Capítulo 7: El entorno hormonal en el entrenamiento de fuerza .................... 95 7.1. El entorno hormonal vs síntesis de proteínas........................................... 95 Capítulo 8: Respuesta hormonal en el entrenamiento de la fuerza .............. 107 8.1. Respuesta hormonal durante el trabajo de fuerza.................................. 107 8.2. Testosterona........................................................................................... 112 Capítulo 9: Comportamiento de la GH y la IGF-I durante el entrenamiento de fuerza .................................................................................................................. 133 9.1. El eje hipotálamo-hipófisis-hígado.......................................................... 133 9.2. Hormona del crecimiento (GH) ............................................................... 134 9.3. Insulin-like growth factor (IGF-I).............................................................. 144 Capítulo 10: Comportamiento de la insulina y las hormonas tiroideas durante el entrenamiento de fuerza ...........................................................151 10.1. La insulina .............................................................................................151 10.2. Hormonas tiroideas ...............................................................................155 Capítulo 11: Esteroides androgénicos-anabolizantes ....................................161 11.1. Testosterona, otros esteroides andrógenos y esteroides de síntesis. Realidad ilegal del deporte moderno ....................................................161 Capítulo 12: Ayudas ergogénicas aplicadas al entrenamiento de la fuerza: los aminoácidos ............................................................................193 12.1. Ayudas ergogénicas y otras sustancias legales e ilegales ampliamente difundidas entre los deportistas de fuerza ......................193 12.2. Los aminoácidos ...................................................................................202 Capítulo 13: Otras ayudas ergogénicas aplicadas al entrenamiento............219 13.1. Estimuladores de la testosterona endógena .........................................219 13.2. Estimuladores de la hormona del crecimiento.......................................224 13.3. Estimuladores de la insulina..................................................................226 13.4. Antiestrógenos ......................................................................................228 13.5. Lipotrópicos: quemadores de grasa ......................................................229 13.6. Los diuréticos ........................................................................................237 13.7. Protectores articulares...........................................................................239 13.8 Las vitaminas .........................................................................................239 13.9. Minerales...............................................................................................241 Capítulo 14: Nutrición para la ganancia de volumen ......................................247 14.1. Nutrición y aporte calórico. ....................................................................247 Capítulo 15: Hipertrofia muscular.....................................................................255 15.1. Hipertrofia muscular: conceptos básicos...............................................255 15.2. Relación hipertrofia muscular vs fuerza ................................................257 15.3. Hipertrofia y arquitectura muscular........................................................259 15.4. Límites de la hipertrofia muscular..........................................................260 15.5. Tipos de hipertrofia muscular ................................................................262 15.6. Otras clasificaciones de la hipertrofia muscular ....................................264 15.7. Otros cambios relacionados con la hipertrofia ......................................268 15.8. Hipertrofia vs género .............................................................................270 15.9. Hipertrofia vs proporcionalidad..............................................................271 15.10. Definición muscular .............................................................................273 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Capítulo 1. La Fuerza: Introducción y conceptos básicos INTRODUCCIÓN. La fuerza es una de las capacidades condicionales que desempeña un importante papel en el mundo del entrenamiento deportivo, bien sea como elemento principal del rendimiento o como base para generar la tensión necesaria para crear cualquier movimiento. Es tanta su importancia en cualquier modalidad deportiva, que hoy ya ha sobrepasado el concepto tradicional que lo equiparaba a la figura del deportista altamente musculado. El criterio de especificidad de la fuerza al tipo de movimiento es uno de los avances más significativos que se han producido en el estudio de la fuerza y sus diferentes manifestaciones. El movimiento del ser humano depende del metabolismo energético que aporta la energía necesaria para la acción, del tipo de músculo que produce la tensión que se necesita para el desplazamiento o fijación de las palancas (huesos conectados por las articulaciones) y los mecanismos de control y regulación de la acción que está generado por el sistema nervioso. Por lo tanto, el movimiento es muy variado, tanto como variado es el mundo (Donskoi, D; Zatziorski,; 1988). Esta afirmación se manifiesta de forma evidente en el campo de la actividad física y el deporte, donde las modalidades y disciplinas son tantas, que las formas en que deben moverse sus practicantes son infinitas. Tal riqueza de movimientos precisa de diferentes grados de tensión muscular que garanticen la eficacia de los movimientos, siendo la fuerza la forma en que esa tensión se manifiesta dentro de las cualidades físicas o condicionales del ser humano. A la hora de definir la fuerza, nos encontramos con la necesidad de distinguir entre dos conceptos diferentes: la fuerza como magnitud física y la fuerza como presupuesto para la ejecución de un movimiento deportivo (Harre, 1987). Desde el punto de vista de la Física, la fuerza es una influencia que al actuar sobre un objeto hace que éste cambie su estado de movimiento, expresándose matemáticamente como el producto de la masa por la aceleración (F = m x a). El estudio de los movimientos que se producen por el efecto de la fuerza se incluye en el área de la mecánica conocida como cinética. Desde la perspectiva de la actividad física y el deporte, la fuerza representa la capacidad que tiene un sujeto para vencer o soportar una resistencia. Esta capacidad del ser humano viene dada como resultado de la contracción muscular. Knuttgen y Kraemer (1987) ajustan aun más la definición, adaptándola a las características dinámicas de cada movimiento, ya que entienden la fuerza como la capacidad de tensión que puede generar cada grupo muscular contra una resistencia, a una velocidad específica de ejecución, durante una contracción muscular máxima voluntaria. Sale y MacDougall (1981) sugieren que la resistencia puede ser específica para cada tipo de movimiento, velocidad de movimiento y/o tipo de contracción muscular y fuerza. 7 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. El músculo está en condiciones de generar tensión por dos vías: 1. A partir de su contracción. 2. Por aprovechamiento de la energía elástica y refleja que se produce durante su deformación. La manera de conseguir la tensión necesaria por parte del músculo, mediante una contracción voluntaria, es explicada claramente por la teoría de los filamentos deslizantes. Esta teoría, propone que un músculo se acorta o se alarga porque los filamentos finos (actina) y los gruesos (miosina) de cada sarcómero se deslizan entre sí, sin que los filamentos cambien de longitud. 1.1. Definición de la fuerza en el ámbito de la actividad física. Kuznetsov (1984) señalaba que todo movimiento del hombre es el resultado de una actividad armónica entre el sistema nervioso central y las secciones periféricas del aparato locomotor. Ciertamente, cuando un músculo se contrae genera una tensión que transmite a las estructuras óseas en las que se inserta provocando su desplazamiento o la fuerza necesaria para oponerse a otra de origen externo. El grado de fuerza, o nivel de tensión, que se produce durante la contracción de un músculo o grupo muscular, está ligado al número de puentes cruzados que se puedan formar entre los filamentos de actina y miosina de cada sarcómero de los que forman las fibras de la estructura muscular y a la capacidad de recobro que tengan las estructuras musculares que se puedan deformar durante la contracción. Pero la enorme variedad de modalidades deportivas que se practican actualmente obliga a la máxima precisión en la utilización de la fuerza más útil y rentable para cada una de ellas. En este sentido, Hartman (1993) define la fuerza como la habilidad de generar tensión en diferentes condiciones que vienen definidas por la posición del cuerpo, el gesto en el que se aplica la fuerza, el tipo de contracción y la velocidad del movimiento. De todo lo anteriormente expuesto, es fácil deducir que el entrenamiento de la fuerza engloba una amplia gama de ejercicios, libres o con aparatos, en los que se requiere la intervención de una contracción muscular para mover u oponerse con éxito a las fuerzas externas que acompañan a las técnicas deportivas. 1.2. Modelos de contracción muscular. Cuando el músculo genera tensión lo hace manteniendo o modificando la longitud externa de la que partía. En el primer caso estaremos hablando de una contracción isométrica (iso: igual; métrica: medida), mientras que el segundo caso corresponde a contracciones anisométricas (aniso: diferente; métrica: medida). La variación de la longitud puede suponer que el músculo se alargue mientras se contrae (contracciones excéntricas) o que se acorte mientras genera la tensión (contracciones concéntricas). En realidad, es difícil ver una técnica deportiva en que se manifieste de forma pura un tipo de contracción para generar la tensión requerida para su ejecución. Se da la circunstancia, de que en muchas ocasiones durante una acción deportiva concreta, se realizan toda la gama de contracciones, en el grupo muscular principal o en los colaboradores (sinergistas y/o fijadores). 8 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Un apartado especial merecen las contracciones musculares que implican ciclos de estiramiento-acortamiento (CEAs), más conocidos por el término de pliometría. Este tipo de contracción, que se aprovecha de mecanismos reactivos que se desarrollan durante la fase de alargamiento, se manifiesta en acciones motrices tan importantes como la marcha, la carrera y gran número de lanzamientos. Es cierto, tal y como nos recuerda Tous (1999), que pliometría significa mayor medida y, por lo tanto, tensión que se produce durante la fase de alargamiento o frenado de un CEAs, pero es tal el grado de difusión del término a la hora de definir este tipo de contracciones que por el momento podemos aceptarlo como expresión coloquial de cierto tipo de ejercicios y/o entrenamientos. Siguiendo la referencia al tratado de Tous, podemos ver que cualquier acción técnica puede ser descrita a partir de tres criterios (longitud, velocidad y tensión) que describen con precisión las características de una contracción muscular. Para ello se apoya en la taxonomía propuesta por Atha (1981)(cuadro 1.1) ACCIÓN MUSCULAR (52 acciones posibles) longitud • • • • Constante (isométrica, estática) Mayor (excéntrica, pliométrica) Menor (concéntrica, miométrica) Fluctuante(auxotónica, alométrica) velocidad • • • • Constante (isocinética) Lenta (bradocinética) Rápida (tacocinética) Variante (alocinética) • • • • Constante (isotónica) Decreciente (telotónica) Creciente (auxotónica) Cambiante (alotónica) tensión Cuadro 1.1. Acción muscular en función de la longitud, velocidad y tensión (Atha,1981) TIPOS DE TENSIÓN MUSCULAR. La forma en que el músculo genera tensión también puede ser muy variada, lo que permite crear clasificaciones específicas aplicadas a la actividad física y el deporte. Casi todas ellas parten de los conceptos de tensión tónica (mantenida) y tensión fásica (breve). En el campo de la actividad física tienen gran importancia las acciones balísticas que como señala Basmajian (1976) son brotes de actividad seguidos por relajación, durante los cuales el movimiento continúa por la inercia impartida. Es por lo tanto una acción compleja donde durante la primera fase de la acción el segmento se acelera por un influjo de una fuerza mantenida de los músculos agonistas y sinergistas y una relajación de los antagonistas. La segunda fase es un movimiento de inercia donde existe poca acción muscular. La tercera y última fase corresponde a una fase de desaceleración que corresponde 9 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. a una contracción excéntrica de la musculatura antagonista y a la acción de la resistencia pasiva de las diferentes estructuras musculares que intervienen en la acción. Una de las más difundidas, y quizás más completas, es la propuesta por Verkhoshansky (1979), la cuál distingue la tensión muscular tónica, fásica, fásicotónica, explosivo-tónica, explosivo-balística, explosivo-balístico-reactiva, velozacíclica y veloz-cíclica (tabla 1.1.). Tipo de tensión muscular Tipo de fuerza muscular Manifestación deportiva Tónica Fuerza absoluta Elementos de gimnasia de aparatos, elementos de lucha, tracciones, patinaje artístico, etc. Fásica Fuerza resistente Canotaje, ciclismo, natación, patinaje de Velocidad, deportes de invierno, etc. Fásico-Tónica Fuerza resistente Elementos de lucha, gimnasia, patinaje artístico, deportes de invierno, etc. Explosivo-Tónica Fuerza Explosiva Arrancada, saltos elevando pesas, elementos de lucha, gimnasia, lanzamiento de artefactos pesados, etc. Explosivo-Balística Fuerza absoluta Lanzamientos, patinaje artístico, patinaje sobre hielo, etc. Explosivo-ReactivoBalística Fuerza veloz explosiva Capacidad de reacción Saltos atléticos, acrobacias, patinaje artístico sobre hielo, lanzamientos, voleibol, etc. Veloz-Acíclica Fuerza veloz Boxeo, esgrima, tenis, juegos deportivos, etc. Veloz-Cíclica Fuerza veloz resistente Carrera, esgrima, boxeo, natación, ciclismo, canotaje, patinaje de velocidad sobre hielo, etc. Tabla 1.1. Tipos de tensión muscular según Verkhoshansky (1979) La tensión muscular tónica es aquella que se produce cuando el músculo se contrae con un desarrollo de fuerza contenido y progresivo y con una tensión muy fuerte y relativamente prolongada. La fásica corresponde a un rápido desarrollo de fuerza y la tensión no es mantenida. La fásico-tónica cuando los dos tipos de tensión se presentan de un modo encadenado dentro de una acción muscular. La explosivo-tónica se produce cuando el músculo se contrae con una tensión que se desarrolla velozmente y con un elevadísimo empleo de fuerza, la cuál alcanza su máxima expresión al final de la solicitación. La explosivo-balística se produce cuando el músculo, para vencer una resistencia pequeña, se contrae de forma repentina y con el máximo desarrollo de la fuerza. La explosivo-reactivobalística corresponde a tensiones musculares, donde el músculo añade al desarrollo intenso y rápido de fuerza, la energía de deformación de estructuras musculares. La tensión veloz-acíclica se produce cuando el músculo se contrae de forma rápida, variable y atemporal contra pequeñas resistencias. La tensión 10 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR veloz-cíclica se produce cuando el músculo se contrae repetidamente de forma rítmica contra pequeñas resistencias. González-Badillo y Gorostiaga (1995) hacen una clasificación diferente en la que distingue los siguientes tipos de tensión: Tónica que corresponde a las tensiones que se realizan para vencer grandes resistencias con contracciones isométricas y anisométricas; tónico-explosiva o isométrico-explosiva específica para vencer cargas submáximas a gran velocidad; elástico-explosiva utilizada para vencer resistencias relativamente pequeñas; elástico-explosivo-reactiva es muy parecida a la anterior pero con la ejecución rápida del estiramiento; fásicas corresponden a las aplicaciones de cierta fuerza en movimientos cíclicos, con fases de contracción y relajación alternativas y con una relación importante con la resistencia. BIBLIOGRAFÍA. Atha, J. “Strengthening muscle”. Exercise Sports Science Review. 9:173.(1981). Basmajian, J.V. Electro-fisiología de la acción muscular. Editorial Panamericana. Buenos Aires (1976). Donskoi, D; Zatziorski, V. Biomecánica de los ejercicios físicos. Moscu. Raduga 46-67. (1988). Gonzalez Badillo, J.J. y Gorostiaga, E. Fundamentos del entrenamiento de la fuerza. Barcelona. Inde. (1995). Harman, E. Strength and Power: a definition of terms. N. Strength Cond. A.J. 15(6):18-20, (1993). Harre, D. Teoría del entrenamiento deportivo. Ed. Stadium. Buenos Aires. (1987). Knuttgen, HG.; Kraemer, W. "Terminilogy and measurement in exercise performance". Journal Apl. Sports Science Res. 1(1) 1-10. (1987). Kuznetsov,V.V. Metodología del entrenamiento de la fuerza para deportistas de alto nivel. B.Aires. Ed. Stadium. (1984). Sale, D; MacDougall, D. “Specificity of strength training: a review for the coach and athlete”. Canadian Journal Applied Sport Sciences. 6 (2), June, 87-92.(1981). Tous, J. Nuevas tendencias en fuerza y musculación. Barcelona. JTF. (1999). Verjoshanski, J.V. “Principi dell’organizzazione dell’allenamento nelle discipline di forza veloce, nell’atletiva leggera”. Atleticastudi. 11.-9. (1979). 11 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. 12 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Capítulo 2. Manifestaciones de la fuerza 2.1. Manifestaciones de la fuerza. Los deportistas realizan sus acciones sobre la base de contracciones y tensiones específicas a las ejecuciones técnicas que necesita realizar. Se puede decir que la fuerza es una cualidad condicional (física) que se manifiesta de manera diferente en función de las necesidades de la acción, aceptando el hecho de que el músculo casi nunca se contrae de una forma pura (por ejemplo de forma isométrica, de forma isocinética, de forma isotónica, etc). No es igual el tipo de contracción y los niveles de tensión que necesita un halterófilo para levantar la barra en un movimiento de dos tiempos que un ciclista que necesita mover un desarrollo durante una competición de una hora. FUERZA ACTIVA MÁXIMA REACTIVA ELÁSTICO-REFLEJA VELOCIDAD EXPLOSIVO -ELÁSTICO-REFLEJA RESISTENCIA Cuadro 2.1.Manifestaciones de fuerza en función de la metodología ( Vittori, 1990) Desde el punto de vista metodológico, podemos reducir las diferentes manifestaciones de la fuerza en dos bloques de partida, los cuales se sustentan en las causas o mecanismos que provocan la contracción muscular y que responden a la propuesta realizada por Vittori (1990) y M. Vélez (1991). Ambos autores realizan una clasificación que parte de los conceptos de fuerza activa y fuerza reactiva. La manifestación activa de la fuerza es la que refleja la tensión que es capaz de generar un músculo a través de una contracción muscular voluntaria. Por su parte, la manifestación reactiva de la fuerza representa la tensión que es capaz de desarrollar un músculo por deformación de sus estructuras. 13 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. 2.2. Variantes de la fuerza activa. La fuerza, y en concreto, la fuerza activa, puede variar en función de su magnitud, de la velocidad con la que se desarrolla y el tiempo que se debe mantener. Según este criterio podemos llegar a los conceptos clásicos de fuerza máxima, fuerza velocidad y fuerza resistencia. Desde la perspectiva de la actividad física y, principalmente el deporte, se busca casi siempre la mayor expresión de dichos parámetros, razón por la que en el pasado se aceptaron los conceptos de fuerza máxima, fuerza velocidad y fuerza resistencia como válidos para clasificar todas las manifestaciones de la fuerza. 2.2.1. Fuerza Máxima. La fuerza máxima es la mayor fuerza que es capaz de desarrollar el sistema nervioso y muscular por medio de una contracción máxima voluntaria (Letzelter, 1990). Algunos autores la definen como la parte de la fuerza absoluta que puede ser activada de forma voluntaria (Buehrle,1990). La fuerza absoluta es todo el potencial de fuerza que presenta morfológicamente un músculo o un grupo sinérgico y se manifiesta tanto de forma estática (fuerza máxima isométrica), como de forma dinámica (fuerza máxima dinámica o semi-isométrica). Algunos autores llegan a distinguir diferentes manifestaciones de la fuerza máxima. Así, Kutnesov (1984) señala dos variantes: (a) las que se producen por tensiones musculares activas; (b) las que se producen por tensiones musculares pasivas. Durante una tensión muscular activa, la fuerza máxima isométrica se produce sin estiramiento aparente del músculo y sin la posibilidad de que la resistencia externa supere la tensión creada por el mismo. Por su parte, una tensión pasiva es la que se produce sin modificación de la longitud externa del músculo, pero en una contracción en la que trata de oponerse a grandes tensiones externas. 2.2.2. Fuerza Velocidad. Para Schmidtbleicher (1985) la fuerza velocidad supone la capacidad del sistema neuromuscular de vencer una resistencia a la mayor velocidad de contracción posible. Harre y Hauptmann (1994) definen a esta cualidad, como la capacidad de un atleta de vencer resistencias externas al movimiento con una gran velocidad de contracción. Esta cualidad de fuerza es la que permite al deportista imprimir una alta velocidad a una masa. Para Kraemer (1994), la fuerza velocidad (fuerza explosiva según los autores) es la responsable de la ejecución de actividades que requieren una secuencia de movimientos dirigida a producir una velocidad elevada de salida o de impacto en los cuerpos. La fuerza-velocidad es el factor que determinará, entre otras acciones deportivas, la velocidad vertical de un saltador de altura en la batida, la velocidad con la que impacta un golpe durante un combate de boxeo, o la que determinará la velocidad de una pelota de fútbol tras un golpeo. Algunos autores desestiman utilizar el término fuerza-velocidad (González Badillo y Gorostiaga-1995), reconociendo dentro de esta forma de manifestarse la fuerza, únicamente el concepto de fuerza-explosiva. Para Verjoshanski (1979), el 14 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR concepto de fuerza explosiva se aplica a los movimientos que precisan desarrollar una notable aplicación de fuerza en un tiempo mínimo. No obstante, otros autores, como es el caso de Zaziorski (1971), consideran la fuerza explosiva una manifestación de la fuerza velocidad, identificándola con la capacidad de obtener valores elevados de fuerza en un tiempo muy corto. En cualquier caso la resistencia a vencer es la que determina las diferentes manifestaciones de la fuerza-velocidad. Desde el punto de vista de la mecánica, la fuerza velocidad refleja la potencia mecánica. POTENCIA = TRABAJO/TIEMPO = FUERZA x DISTANCIA/TIEMPO = FUERZA x VELOCIDAD En el mundo de la actividad física, encontramos que la masa a desplazar y las velocidades a imprimir varían considerablemente en función de la modalidad deportiva, de tal forma que un halterófilo necesita para ejecutar una arrancada (uno de los dos movimientos que se realizan en esa modalidad), imprimir a una alta carga (por ejemplo 100 kg.) una elevada velocidad (alrededor de 2 m/s) con aceleraciones que superan los 7 m/s2 durante el segundo tirón del ejercicio (González Badillo-1991), pero un lanzador de peso de categoría mundial necesita dar a la bola (7,257 kg.) un empuje que le permita salir de la mano a velocidades superiores a los 13 m/s, y un boxeador sólo tiene que mover su propio brazo a la máxima velocidad de forma que impacte con eficacia sobre el rival. En los tres casos, la potencia es el factor de fuerza más importante, pero la posibilidad de manifestarla varía a causa de la resistencia contra la que se enfrenta. Zatziorski (1995) nos demuestra que en una acción muscular tónica, como es el levantamiento de una barra de halterofilia, la potencia que debe desarrollar el sujeto para levantar 150 kilogramos es de unos 3.163 W, mientras que en una acción balística como es el lanzamiento de peso, la potencia que se debe desarrollar para enviar la bola de 7,257 kilos a una distancia de 18,19 metros es de 5.075 W, frente a la fuerza de 2.000 y 513 Newton que se ejercen respectivamente en dichos movimientos. En gran cantidad de ocasiones el deportista se ve obligado a desarrollar altísimos niveles de fuerza en períodos muy cortos de tiempo. 2.2.2.1. Diferentes manifestaciones de la fuerza velocidad. 1. Fuerza explosivo tónica: Hace referencia a fuerzas de desarrollo rápido contra resistencias relativamente altas, en las que el deportista genera tensiones que aparecen rápidamente y aumentan gradualmente hasta el final del recorrido (ej: arrancada en halterofilia). 2. Fuerza explosivo balística: Hace referencia a fuerzas de desarrollo rápido, en las que la resistencia a vencer es relativamente pequeña y el movimiento es de tipo balístico, es decir, después de desarrollada una tensión máxima (inferior a las que se produce en acciones explosivo tónicas), la tensión comienza a disminuir aunque la velocidad del movimiento siga aumentando lentamente (ejemplo: saltos o lanzamientos de artefactos ligeros). Si realizamos un registro electromiográfico de un grupo muscular en una acción balística, podemos observar en él tres fases: inicio del movimiento por 15 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. contracción, programada e inmutable, de músculos agonistas (conducción del movimiento), la cuál es seguida por una fase de inactividad de estos músculos y activación de los antagonistas (protección de la integridad de componentes que intervienen en el movimiento), finalización de la secuencia por una activación adicional de los agonistas 3. Fuerza rápida, también llamada "force de démarrage", que al igual que en las anteriores manifestaciones de la fuerza, requieren de una gran velocidad inicial y de trabajo, pero las resistencias contra las que actúa son mínimas, pero no inferiores al 20% del 1RM. (ejemplo: los golpeos en boxeo o el tenis). Verjoshanski distingue cuatro factores determinantes de la fuerza veloz: la fuerza máxima, la fuerza inicial, la fuerza de aceleración muscular, la velocidad máxima de movimiento. Esta forma de comprender la fuerza velocidad se asemeja mucho a la que tiene Buehrle y Schmidtbleicher (1981) quienes consideran que la fuerza velocidad viene determinada por la fuerza de reacción, la fuerza máxima, la capacidad de realización dinámica y la fuerza explosiva. La variación de la velocidad de la fuerza, o lo que es lo mismo el gradiente de fuerza, representa la fuerza explosiva. Matemáticamente se expresa, como dF/dt. La fuerza explosiva es la capacidad de poder aplicar fuerzas relativamente altas inmediatamente después de iniciar una contracción. Verjoshanski (1979) define la fuerza inicial como la capacidad de un músculo de desarrollar fuerza desde el momento inicial de la contracción, lo que constituye una cualidad básica en las acciones en las que se dispone de muy corto tiempo de aplicación. La fuerza inicial puede calcularse en los primeros 20-30 milisegundos. Por ejemplo F30/t30 es el valor de la fuerza conseguido a los primeros 30 milisegundos de la contracción. 2.2.3. Fuerza Resistencia. Es la capacidad de mantener una fuerza a un nivel constante durante el tiempo que dure una actividad o gesto deportivo. Se manifiesta de forma predominante en gran cantidad de modalidades deportivas, aunque en cada ocasión lo hace de forma diferente y específica. Así, fuerza-resistencia es la cualidad que permite a un ciclista mover un desarrollo importante en una carrera “contra reloj” o durante el ascenso a un puerto de primera categoría; lo es también, la que permite a un “puntal” de lucha canaria disputar un elevado número de agarradas consecutivas, y lo es también, en el jugador de voleibol para poder mantener la eficacia de salto durante cinco largos y disputados sets de partido o a un remero o canoista soportar el ritmo de paleo en una competición. Matveiev (1985) la define como la capacidad de resistir el agotamiento, provocado por los componentes de fuerza de la sobrecarga en la modalidad deportiva elegida. Ehlenz et al. (1990) entienden la fuerza-resistencia como la capacidad de resistir contra el cansancio durante cargas de larga duración o repetitivas en un trabajo muscular estático o dinámico. Reiβ (1991) define la resistencia a la fuerza como la capacidad condicional compleja que consiste en la facultad de resistir a la fatiga de cargas de entrenamiento y/o de competición que tienen elevados requerimientos de fuerza. Letzelter y Letzelter (1990) señalan que la fuerza-resistencia es la capacidad de mantener un rendimiento de fuerza a un 16 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR nivel constante durante el tiempo que dure la disciplina, o bien, conseguir mantener en proporciones mínimas los descensos de rendimiento que acompañan a la fatiga. La práctica deportiva induce, irremediablemente y como resultado de la fatiga, a una pérdida más o menos pronunciada de la tensión que es capaz de generar la musculatura. Lo ideal sería que esta situación no alcanzase proporciones tan elevadas que llegasen a alterar de forma significativa el objetivo de la actividad. El déficit específico de fuerza será el concepto básico que explique de forma clara los niveles de resistencia de fuerza. 2.2.3.1. Manifestaciones de la fuerza resistencia. Harre y Leopold (1987) tratan de hacer una aproximación a los diferentes modos en que se manifiesta esta cualidad condicional, motivo por el que hablan de dos manifestaciones de la fuerza-resistencia: 1. La resistencia absoluta a la fuerza, que es el valor medio absoluto del desarrollo repetido de fuerza realizada 2. La resistencia relativa a la fuerza, que es la capacidad que tiene el atleta a oponerse a la fatiga, y se refiere a la diferencia entre el máximo rendimiento posible de fuerza, sin disminución debida a la fatiga, y el valor medio de fuerza desarrollada en la ejecución del esfuerzo. También Harre y Leopold se apoyan en la clasificación que hizo en su día Verjochanski, a partir de los conceptos de fuerza resistencia estática y fuerza resistencia dinámica, para ampliarla y darle una dimensión más concreta que sea aplicable a cada tipo de modalidad. Resistencia a la Fuerza Estática Dinámica Resistencia Estática a la Fuerza Resistencia Dinámica a la Fuerza Acíclica Resistencia Dinámica a la Fuerza cíclica Máxima y submáxima Resistencia a la fuerza máxima y Resistencia a la fuerza rápida Resistencia a la Fuerza rápida Cuadro 2.2 Clasificación de la fuerza resistencia (Harre y Leopold, 1988) 17 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Mahlo (1984) aporta una clasificación en la que se centra en los requerimientos energéticos que precisa la actividad, aunque siempre dentro de los límites de predominio del metabolismo aeróbico (umbral anaeróbico). Este planteamiento nos parece, a priori, acertado pero incompleto, puesto que entendemos que aquellas pruebas de predominio anaeróbico precisan elevados niveles de fuerza y, además, ser mantenidos en ocasiones un largo periodo de tiempo. Otra forma de clasificar la fuerza resistencia es la que se apoya en los conceptos de especificidad y generalidad de la carga de entrenamiento. El entrenamiento de la resistencia general de la fuerza es un entrenamiento inespecífico o semiespecífico, con el método de cargas prolongado, el método interválico, o el método de repeticiones, contra resistencias similares a las que se encuentran en competición, con elevado número de repeticiones y que implican a una gran cantidad de músculos o grupos musculares. El entrenamiento de resistencia específica de competición es un entrenamiento específico desarrollado según el método interválico, o el método de repeticiones, con impulsos de fuerza en cada ciclo del movimiento superior a los impulsos medios de fuerza utilizados en competición, número elevado de repeticiones y requerimientos específicos de técnica. Como ya explicamos, la realidad deportiva a la que nos tenemos que afrontar nos demuestra que es necesario plantearnos diferentes manifestaciones de la fuerza resistencia. Cada manifestación de fuerza tendrá su homóloga en resistencia englobando de esta manera los aspectos espaciales y temporales de cada tipo de contracción muscular específica de las diferentes modalidades deportivas. De esta forma podemos hablar de resistencia de fuerza máxima estática y dinámica, resistencia de fuerza relativa estática y dinámica, resistencia de fuerza veloz cíclica y acíclica y de resistencia de fuerza reactiva cíclica y acíclica (tabla 2.1.) - Resistencia de fuerza máxima. - Estática. - Dinámica. - Resistencia de fuerza relativa. - Estática. - Dinámica. - Resistencia de fuerza veloz. - Cíclica. - Acíclica. - Resistencia de fuerza reactiva. - Cíclica. - Acíclica. Tabla 2.1. Tipos de resistencia de fuerza La práctica deportiva también nos demuestra que esta manifestación de la fuerza tiene una doble dependencia. Por un lado estarán los factores (estructurales y neuromusculares) que determinen la fuerza específica a que hagamos referencia, y por otro lado, la fuente energética que predomine en cada caso y que permiten mantener en el tiempo los niveles de tensión deseados. En cargas inferiores al 20% de la fuerza máxima domina la resistencia como factor decisivo de rendimiento, y si son superiores al 20% predomina la fuerza. Cuando las cargas superan el 50% de la fuerza máxima, la fuente energética será casi exclusivamente anaeróbica, puesto que ya con cargas del 40% se produce un cierre de los vasos sanguíneos a causa de la elevada tensión muscular, lo que 18 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR significa la supresión de la captación de oxígeno y substratos con los que alimentar el músculo. Partiendo de esta concepción tenemos que aceptar que es necesario desarrollar ambas capacidades físicas si queremos rendir en un elevado número de modalidades. Está muy extendida y generalizada, en el mundo del entrenamiento, la idea sobre la incompatibilidad del entrenamiento simultáneo de estas dos cualidades. Pero, en todo caso, esto sólo sería valido desde la perspectiva del uso de los límites extremos de cada tipo de trabajo o cualidad. Es decir, ocurre para aquellos entrenamientos donde se busca el desarrollo de una cualidad única y específica para una actividad muy determinada, pero quizás esto no se cumpla si se aplican medios adecuados para entrenar de forma simultánea ambos aspectos. El análisis del trabajo/efecto conjunto de estas dos cualidades se puede hacer desde muy variadas perspectivas, pero nosotros lo abordaremos de la siguiente forma: Efecto que produce el entrenamiento de la fuerza sobre la capacidad de rendimiento en resistencia; Efecto que produce el entrenamiento de la resistencia sobre la capacidad de rendimiento en fuerza; Efecto del entrenamiento simultáneo de ambas cualidades, la fuerza y la resistencia. 2.3. Variantes de la fuerza reactiva. Está ampliamente demostrado que cualquier acción muscular es más eficaz (nivel de tensión realizada) si previamente va acompañada de una fase de estiramiento que permite desarrollar un incremento de la fuerza vía deformación de componentes elásticos y vía activación refleja de unidades motoras. Esto explica que un halterófilo pueda levantar en el movimiento de peso muerto, o en otros específicos de la modalidad, cargas superiores a las que puede desarrollar en un test de dinamometría, o que un deportista salte más con contramovimiento (CMJ) que sin él (SJ). Este fenómeno tendrá una transferencia directa hacia la velocidad de un movimiento siempre que se cumplan aspectos de la ejecución como: una rápida acción; una corta fase de acoplamiento; y una intensa acción concéntrica en la acción muscular (King-1993). Energía Gastada (J) Esta forma de trabajo muscular es especialmente importante, no sólo por la mayor tensión que se puede alcanzar en cada contracción, sino porque permite desarrollar el mismo trabajo mecánico con un menor gasto energético correspondiente a la parte excéntrica del movimiento (cuadro 2.3.). 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 100 Concéntrico 200 300 400 500 Trabajo Mecánico Excéntrico Cuadro 2.3. Comparación del gasto energético en dos formas diferentes de trabajo muscular (isométrico y excéntrico) 19 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. DEPORTE ACCIÓN TIEMPO REFERENCIA Altura Altura Saltos profundidad Velocidad Velocidad Velocidad Trote Powerlifting Velocidad Fuerza Impulso Salida Máxima. Velocidad Aceleración -Pectoral 130-180 ms. 170-210 ms. 177-278 ms. 500 ms. 100 ms. 300-150 ms. 200-320 ms. 350-900 ms. Reid (1989) Reid (1989) Aura y Vitasalo (1989) Reid (1989) Reid (1989) Reid (1989) Kraaijenhof (1990) Wilson (1991) Tabla 2.2. Tiempos de contacto y acoplamiento en diferentes movimientos deportivos. Algunos autores han demostrado que durante la fase excéntrica de un movimiento se almacena energía elástica, la cuál se liberará posteriormente durante la ulterior acción concéntrica incrementando la potencia y la eficacia de la acción (tabla 2.2.). Ahora bien, la cantidad de energía elástica que se acumula en el músculo depende, fundamentalmente, del grado de deformación de sus componentes elásticos en serie, especialmente de los tendones, pero también de los componentes elásticos del interior de cada sarcómero y también de los componentes elásticos en paralelo. Esta deformación, depende, como ya vimos, de la dureza muscular y de las características de los componentes elásticos. 2.3.1. Manifestaciones de la fuerza-reactiva. Esta manera de manifestarse la fuerza es muy corriente en el deporte moderno, y obliga a los deportistas a soportar grandes tensiones en acciones de estas características. Atendiendo a la forma en que se produce el ciclo estiramiento-acortamiento Vittori, Velez y otros autores distinguen dos formas diferentes de manifestación de la fuerza reactiva: fuerza elástico-refleja y fuerza explosivo elástico refleja. 20 La manifestación elástico-refleja tiene lugar cuando la fase excéntrica no se ejecuta a alta velocidad y corresponde a lo que normalmente se conoce como trabajo excéntrico de fuerza máxima. Durante la acción de frenado se estira fuertemente la musculatura agonista del movimiento, la cuál previamente ya se encuentra contraída, actuando como muelles elásticos que transferirán la energía acumulada a la fase positiva del movimiento. En esta acción, el sistema músculo-tendinoso almacena la energía cinética generada en la amortiguación (especialmente en tendones y en la cabeza de la miosina), para después liberarla en la fase concéntrica, si la misma existiera, en forma de energía mecánica, siempre que el período de tiempo que transcurre entre las fases de alargamiento-acortamiento (excéntricaconcéntrica), denominado tiempo de acoplamiento, no sea demasiado largo. En el caso de que el tiempo de acoplamiento sea muy largo la energía elástica se dispersa en forma de calor. Komi (1983) comparó tres movimientos que afectaban a la musculatura extensora de la rodilla y observó que la presencia de una pausa (0,9 segundos) en la fase de acoplamiento entre la acción excéntrica y la concéntrica, repercutía de ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR forma negativa en los picos de fuerza alcanzado durante la contracción de tipo concéntrica, demostrando que el tiempo de acoplamiento entre las dos fases debe ser corto, aunque en dependencia del tipo de fibra de la musculatura del sujeto (cuadro 2.4.). Cuadro 2.4. Fase de acoplamiento entre las fases excéntrica y concéntrica, con pausa (0,9 Seg..) y sin pausa (Komi, 1983). Por su parte, Thys et al. (1975) compararon el nivel de rendimiento al hacer dos tipos de salto con contramovimiento, uno en el que la fase de acoplamiento era lo más corta posible y otro en el que la fase de acoplamiento duraba 1.5 segundos, viendo que con la primera variante se lograban alcanzar mejores saltos (6.5%). Estudios posteriores demuestran que las pérdidas de energía de deformación logradas en la fase excéntrica del movimiento aumenta con el paso del tiempo, por lo que la duración de la fase de acoplamiento es un parámetro determinante a la hora de valorar la capacidad elástica de un grupo muscular. Autores como Cávagna et al. (1988) comprueban pérdidas a partir de fases de acoplamiento de 0.3 segundos, mientras que Aura et al. (1987), Shorten (1987) y Wilson et al. (1991) consideran que se pierde totalmente una vez superados los 4 segundos. Concretamente, Wilson et al. (1990 y 1991) dieron valores aproximativos entre el tanto por ciento en que la fuerza acumulada se disipa y la duración del período de acoplamiento (tabla 2.3.). Duración % Pérdida de Fuerza 0.35 seg. 25 % 0.9 seg. 52 % 1.0 seg. 55 % 1.5 seg. 70 % 2.0 seg. 80 % 4.0 seg. 100 % Tabla 2.3. Relaciones entre la duración del tiempo de acoplamiento y la pérdida de energía elástica (%) 21 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Schmidtbleicher (1992) plantea que la realización de ciclos estiramientoacortamiento puede ser elaborada a partir de tiempos largos (>250 milisegundos) y cortos (<250 milisegundos), los cuáles están sujetos a la técnica de ejecución y el rango de movimiento en que se muevan las articulaciones (tabla 2.4.). La manifestación explosivo elástico-refleja tiene lugar cuando la acción deportiva es de carácter explosivo a la vez que el alargamiento previo a la acción concéntrica muscular es de amplitud limitada y su velocidad de ejecución es muy elevada. Estas acciones favorecen el reclutamiento, por estimulación del reflejo miotático, de un mayor número de unidades motrices que permiten el desarrollo de una gran tensión en un corto período de tiempo. VARIABLE Fase excéntrica Fase acoplamiento Fase concéntrica Carga externa Manifestación fuerza Acción de brazos FORMA CONTRIBUCIÓN C.E.A. Lenta Rápida Larga Corta Lenta Rápida Alta Baja Máxima Velocidad Incrementa (21%) Baja Alta Baja Alta Baja Alta Baja Alta Baja Alta Tabla 2.4. Variables que afectan a la producción de fuerza en un ciclo estiramiento-acortamiento (CEA) en función de su forma de ejecución Tradicionalmente se ha supuesto que cuanto más corto fuera el período de acoplamiento (amortiguación-extensión) mayor es el aprovechamiento elástico y reflejo. Pero en este sentido se ha formulado recientemente una hipótesis, confirmada luego experimentalmente, según la cuál tanto las fibras lentas como las rápidas son capaces de reutilizar energía elástica con gran eficacia, estando condicionado por la velocidad y amplitud de los movimientos ejecutados (King1993). Las FT son las que más participarían en los movimientos veloces y poco amplios, mientras que las ST parecen retener mejor el potencial elástico durante los movimientos lentos y amplios. En las FT la formación y ruptura de los puentes de actomiosina son muy rápidas, por lo que en el caso de que el tiempo de acoplamiento sea muy largo, una parte de los puentes formados durante el estiramiento se perderán y parte de su potencial elástico. Por el contrario, en las ST los puentes de actomiosina tienen una duración mayor, lo que permitiría la reutilización de la energía elástica con tiempos de acoplamiento prolongados. Bosco et al. (1982) sugieren que las personas con un alto porcentaje de FT en sus piernas presentan un elevado índice pliométrico (capacidad de salto) cuando la fase excéntrica es rápida, el rango de movimiento es corto y la fase de acoplamiento es breve. Por contra, las personas con un alto porcentaje de ST 22 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR desarrollan mejores saltos cuando la fase excéntrica es lenta, el rango de movimiento es grande y el tiempo de acoplamiento es largo. El gesto técnico por excelencia que permite explicar las acciones de gran fuerza reactiva es la batida. Donskoi (1988) señala que “la batida consiste en garantizar la magnitud máxima del vector velocidad inicial del centro de masas del cuerpo y su dirección óptima”. Durante la batida tiene lugar el cambio de dirección y de magnitud de la velocidad que tiene un deportista antes de realizar un salto, la cuál puede ser muy elevada como en el caso del salto de longitud, pero también nula como en algunos saltos en voleibol. Para ello el deportista debe encontrar el tiempo óptimo de duración que garantice el máximo impulso. Normalmente señala que los límites óptimos de duración de una batida se encuentran entre los 0.30 segundos y algo menos de los 0.15 segundos, siendo este plazo el tiempo de que dispone el deportista para conseguir el máximo impulso (producto de la magnitud de la fuerza media por el tiempo de su acción). Existe una relación directa entre la magnitud del impulso logrado durante la batida y la altura máxima del centro de gravedad durante un salto de altura (r=0.70-0.80). Pero el impulso no sólo depende de su duración, sino que también hay que valorar su magnitud, la cuál depende de la fuerza extensora explosiva y de la fuerza reactiva. 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No obstante, si el análisis se hiciera en un orden temporal similar al que se genera en los procesos específicos de la resistencia, tendríamos que hablar de adaptaciones a largo plazo en el plano neuromuscular, adaptaciones del sistema endocrino y adaptaciones estructurales. Sin embargo, las adaptaciones a corto plazo responden a patrón bastante diferente que plantean una respuesta neuroendocrina inicial, fruto de la cual se iran perfilando los diferentes niveles de los procesos agudos de la respuesta adaptativa. Aunque las iniciales ganancias de fuerza se asocian siempre con factores neuromusculares (Moritani y deVries-1979), las adaptaciones también deben asociarse con modificaciones en el perfil de proteínas contráctiles específicas (hipertrofia selectiva). Aparentemente, las alteraciones en las proteínas contráctiles pueden llegar a producirse en un corto período de tiempo (alrededor de dos semanas) siempre y cuando la intensidad del entrenamiento sea lo suficientemente elevado como para provocar dicha respuesta. Esto podría ser explicado por un aumento significado de la síntesis de proteínas y de la actividad del ARN que puede ser observada en las 24 horas siguientes a un entrenamiento importante de fuerza (Chesley eta al.-1992). Todos ellos conducen a modificaciones del comportamiento mecánico muscular (cuadro 3.1.). Mejorade deTensión Tensión Mejora Entrenamientode deFuerza Fuerza Entrenamiento Adaptaciones Adaptaciones Neurales Neurales H H Receptor H H AA ARNt Metabolitos celulares BPM H ARNm ARNr Proteína Inducida Musculación Musculación Adaptaciones Adaptaciones Estructurales Estructurales Cuadro 3.1. Efecto del entrenamiento de fuerza 25 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. 3.2. Adaptaciones a nivel neuromuscular. Muchos estudios demuestran que se pueden observar incrementos de fuerza sin que por ello existan incrementos paralelos de la sección transversal del músculo, lo que es interpretado como el resultado de adaptaciones que se producen a nivel neuromuscular. Básicamente, estos procesos adaptativos responde a factores como la coordinación intramuscular, la coordinación intermuscular, el orden de reclutamiento de fibras y las modificaciones de los umbrales de estimulación de los husos musculares y corpúsculos de Golgi. Giannantonio et al. (1998) señalan que existen evidencias suficientes para pensar que el entrenamiento de la fuerza determina adaptaciones del comportamiento muscular a nivel neuromuscular, preferentemente en vías aferentes respecto a las vías eferentes, lo que permite mejoras en el control neuromuscular y en la estabilidad articular. Los Procesos de A daptación en el Entrenamiento de Fuerza D op in g Fu erza Pro A daptación E structu ral A daptación N eurom us cu lar T iem po Cuadro 3.2. Los procesos de adaptación en el entrenamiento de fuerza. (Adaptado de Sale; 1988). 3.2.1. Activación de las alfa-motoneuronas. La actividad contráctil, depende de las órdenes recibidas desde las alfamotoneuronas situadas en el asta anterior de Médula Espinal Esquema de la médula espinal y en los núcleos motores Unidad Motora de los pares craneales. Al conjunto de fibras musculares inervadas por una misma motoneurona, se le denomina unidad motora (UM) (cuadro 3.3.). Cuerpo Celular de la Neurona Nervio Espinal Fibra Nerviosa (axón) Fibras Musculares Cuadro 3.3. Funcionamiento de una unidad motriz 26 Cada unidad motora contiene una cantidad variable de fibras inervadas por cada alfa-motoneurona, de forma que los músculos que controlan los movimientos y los ajustes más finos poseen la menor cantidad de fibras por unidad motora, mientras que los músculos encargados de ejecutar las acciones más gruesas ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR (principales grupos musculares implicados en la actividad deportiva) poseen unidades motoras que afectan a una gran cantidad de fibras. De forma básica podemos hablar de dos tipos de unidades motoras (UM): U.M. Tónicas. Están controladas por motoneuronas de bajo umbral, velocidad de conducción lenta y baja frecuencia de impulso. Inervan las fibras ST, cuyo umbral de excitación es de 10-15 Hz. U.M. Fásicas. Su control es efectuado por motoneuronas de alto umbral, velocidad de conducción elevada, y alta frecuencia, las cuales inervan fibras FT, cuyo umbral de excitación está entre 20-45 Hz y 4560 Hz (FTa y FTb). Cuadro 3.4. Propiedades fundamentales de las U.M. de contracción rápida (FF), intermedias (FR) y lenta (S) en relación a la tensión desarrollada, resistencia a la fatiga, actividad miosina ATPasa, capacidad oxidativa y contenido de glucógeno. (adaptado de Edington y Edgerton - 1976). La generación y transmisión de un impulso nervioso a través de una alfamotoneurona, comprende dos procesos conceptualmente independientes pero relacionados en cuanto a su función: la excitación y la conducción (Guyton-1992). Ante un estímulo, el potencial de membrana sufre un cambio brusco que se denomina potencial de acción el cuál se propaga a través del axón. La respuesta del músculo al estímulo eléctrico se produce sobre la base de dos condiciones: la intensidad y la duración. Cuando un impulso alcanza los valores necesarios de intensidad y duración se supera el denominado umbral de estimulación. Las intensidades que se encuentran por debajo de este umbral se llaman subliminales, y por sí solas no son capaces de producir un potencial de acción, no obstante, tienen un efecto residual sobre el nervio, que en el caso de producirse un segundo estímulo sin que el efecto residual desaparezca, puede llegar a producirse una respuesta nerviosa. Una vez que el estímulo supera el umbral de estimulación se provoca un impulso independientemente de la intensidad del estímulo. El impulso generado por el estímulo débil es conducido con la misma rapidez y magnitud que el 27 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. generado por el estímulo intenso (ley del todo o nada). Es decir, la fibra nerviosa da una respuesta máxima o no responde. No obstante, no podemos olvidar que un impulso débil sólo excita a una parte de las U.M. del tronco nervioso donde se produce, mientras que el estímulo máximo lo hace en su totalidad. Durante un breve período (0.4 a 1.0 milisegundos) después del paso de un estímulo a lo largo de una fibra nerviosa, un segundo impulso por potente que sea, no producirá ninguna respuesta, esto se llama Período Refractario Absoluto. Este período va seguido por otro durante el cuál el nervio, aún cuando no responda a un estímulo de la misma potencia que el anterior, lo hará a uno algo más potente, lo que representa el Período Refractario Relativo. El período refractario es el que fija el límite máximo de frecuencia de los estímulos. Como ya señalamos, la velocidad de conducción del potencial de acción dependerá del tamaño y nivel de mielinización del axón, factor con el que guarda una relación lineal. La vaina de mielina se ve periódicamente interrumpida por los denominados nódulos de Ranvier, puntos a través de los cuales se produce la conducción saltatoria del impulso nervioso. La distancia a la que se encuentren los nódulos es también un factor determinante de la velocidad de conducción, aumentando esta cuando mayor es la separación. El paso del impulso nervioso hasta el músculo se realiza a través de la placa motriz, normalmente situada cerca de la parte media de las fibras musculares, por intervención de neurotransmisores (especialmente acetilcolina), en una estructura denominada unión neuromuscular. La unión neuromuscular o placa motriz es una estructura altamente adaptable a las necesidades musculares, por lo que las cargas de entrenamiento son uno de los estímulos que determinan un comportamiento de estas características (cuadro 3.5.). TERMINACIÓN PRESINÁPTICA NEURO TRANSMISOR CÉLULA ION Cuadro 3.5. Esquema de la estructura anatómica de una sipnasis. Una vez que el estímulo pasa al músculo, éste se transmite a través de la membrana plasmática del sarcolema y los túbulos en T, por toda la célula para que pueda iniciarse la contracción. Al despolarizarse los túbulos transversos se liberan los iones de calcio (Ca2+) del retículo sarcoplasmático que rodean las 28 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR miofibrilas, penetrando en la troponina. La troponina es una proteína alargada, que se encuentra en los filamentos de actina, está compuesta por un complejo de tres polipéctidos (T, I y C o fijadora, inhibidora y capatdora de Ca2+ respectivamente). Una vez que el calcio se une a la subunidad T de la troponina desplaza a la tropomiosina dejando a la vista los puntos activos de la actina donde se insertarán las cabezas de la miosina. Vemos por lo tanto como el aumento de Ca2+ en el citosol es el responsable de la formación de puentes de actina y miosina, pero este mecanismo es sólo transitorio, siendo el mecanismo opuesto (reabsorción del Ca2+) el que permite la relajación de las miofibrillas. 3.3. La velocidad de conducción del impulso nervioso. La velocidad de conducción del impulso nervioso varía en función del diámetro del axón de la motoneurona, de tal forma que las fibras más gruesas y más mielinizadas conducen con mayor rapidez que las de menor diámetro. La velocidad de transmisión del impulso nervioso de las fibras más gruesas puede alcanzar los 120 m/s, frente a lo que ocurre con las fbras nerviosas de menor tamaño que puede ser entre 5 y 50 veces menor. No podemos olvidar que tanto las fibras de contracción rápida como las lentas (FT y ST) son adaptativas desde el punto de vista funcional. Esta adaptación está dictada por la fuente de su inervación, específicamente por el patrón de impulsos nerviosos por los cuales son estimuladas. Las fibras musculares, dentro de cualquier UM, siempre son del mismo tipo morfológico, y parece que también fisiológico. Invirtiendo la inervación de una fibra muscular, se invierte también las características de las fibras, las fibras tipo I (ST) se transforman en tipo II (FT) y viceversa (Buller et al.-1960). Nervio Cubital Mediano Radial Tibial Ciático Poplíteo Ext. Promedio 55.1 58.7 59.1 60.4 56.1 56.4 58.5 58.4 72.0 46.2 50.2 47.3 50.1 51.0 51.5 Límites Autor/es Johnson y Olsen 50.8 - 66.7 Abramson et al. 49.1 - 65.5 Henriksen 47.0 - 73.0 Thomas y Lambert 46.8 - 68.4 Abramson et al. 47.9 - 68.3 Jebsen 53.0 - 64.3 Henriksen 45.4 - 82.5 Jebsen Gassel et al. 37.4 - 58.9 Jebsen Johnson y Olsen 40.2 57.0 Jebsen Johnson y Olsen Thomas y Lambert 45.6 - 56.3 Henriksen Tabla 3.1. Valores de referencia de velocidad de conducción nerviosa (metros/segundo) Fuente: Smorto y Basmajian (1972) 29 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. 3.4. Niveles de fuerza desarrollada. Debemos tener en cuenta, que para producirse una contracción muscular se necesita estimular el músculo mediante un impulso nervioso. Este proceso se inicia en la generación de un potencial de acción, su conducción a lo largo del axón de la alfa-motoneurona correspondiente y su transmisión al músculo a través de la placa motriz. La combinación del número de unidades motrices (UM) reclutadas y la frecuencia de disparo (frecuencia de impulso) es lo que determina finalmente el nivel de tensión desarrollada por el músculo. La importancia de estos dos parámetros (número de unidades motoras y frecuencia de impulsos nerviosos) es diferente según que la contracción muscular sea isométrica o anisométrica. Cuadro 3.5. Relación entre la frecuencia de impulso vs características de la fibra (Hannertz-1974 cfr Sale-1992) La fuerza de una U.M. varía de forma sinusoidal en función del tipo de descarga que la provoca, de tal forma que a iguales incrementos en la ratio de descarga (frecuencia), el incremento no es constante. El comportamiento de la variación de fuerza en relación con la frecuencia de impulso, se manifiesta mediante una curva cuyo desarrollo varía en función de las características contráctiles de las U.M. que lo generan. Diversas investigaciones nos muestran que a igual frecuencia de estimulación, cuando la misma es baja, el porcentaje de tensión (respecto al máximo posible) que genera una fibra lenta (ST) es mayor que en el caso de las fibras rápidas (FT). Esto se debe, a que a esta frecuencia de estimulación son las fibras lentas las que se contraen y no las rápidas. Por otro lado, el máximo nivel de tensión que genera una fibra lenta (ST) se consigue con una frecuencia de impulso próxima a los 30 Hz, lo que supone un valor menor que lo que necesita una fibra rápida (FT), que es de unos 80 Hz. 30 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR 3.5. Características de la contracción. Cuando un músculo es activado por un estímulo único, se produce un breve retardo entre la llegada del estímulo y la iniciación del desarrollo de la tensión. Este período se denomina "período de latencia" (2-4 milisegundos). La primera parte del período de latencia se debe a la propagación del potencial de acción a lo largo de la membrana de la fibra muscular y los túbulos en T, y a la transmisión de la señal al retículo sarcoplasmático para provocar la liberación del calcio. La onda contráctil que se propaga por la fibra da lugar a una breve contracción a la que le sigue una rápida y completa relajación, proceso que varía en su duración en función de las características de la fibra (desde milisegundos hasta 0.2 segundos). Si se produce un segundo estímulo antes de haberse completado la relajación, se produce una contracción por sumación que incrementa la tensión. La explicación de este incremento de tensión se puede deber a que el calcio, que normalmente vuelve al retículo sarcoplasmático después de cada estimulación, se mantiene en el sarcoplasma aumentando su cantidad por acción de un segundo impulso sin llegar a producirse la relajación. Existe un breve período después de la estimulación durante el cuál, un segundo estímulo no puede provocar respuesta, llamado período refractario absoluto y que tiene una duración entre 5 y 50 milisegundos. Luego, de forma gradual, el músculo recupera su excitabilidad. Mientras no llega a su valor normal, sólo los valores superiores a los de umbral logran estimular al músculo (Período refractario relativo). Parámetro FG FOG SO Diámetro de la fibra muscular (µ µm) (ratio) 85.8 1.9 71.6 1.6 44.9 1.0 Área (µ µ m2 ) (ratio) 291.3 2.3 193.9 1.5 124.8 1.0 Longitud de la rama terminal Larga Media Corta Diámetro de la rama terminal Pequeña Media Grande Nº de ramificaciones de la rama terminal 4-5 3-4 2-3 Área de la placa sináptica (µ µ m2 ) 121.3 70.9 40.6 Profundidad del pliegue de unión Profunda Media Poco profundo Ramificaciones en el pliegue de unión Muchas Medias Pocas Tabla 3.2. Características de la unión neuromuscular (unión sináptica) de los diferentes tipos de fibras y su ratio en relación con las fibras lentas (SO) Fuente: Ogata y Yamasaki (1985). En las FT los períodos refractarios absolutos y relativos son mucho más breves que en las ST, lo que les permite responder a frecuencias de estímulos superiores. Basmajian (1976) señala, que un principio fundamental que rige la contracción muscular es que tiene que haber una asincronía total de las 31 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. contracciones de la unidad motora, la cuál viene impuesta por salvas asincrónicas de los impulsos que descienden por los múltiples axones, de modo que todas las unidades motoras se contraen y se relajan en una acción de tipo vibratorio que corresponden a diferentes frecuencias de impulso. Si se repite de forma continuada la llegada de estímulos con una frecuencia lo suficientemente elevada, se produce una contracción tetánica, cuya meseta excede al pico de una contracción única y representa la contractilidad máxima de que es capaz el músculo. Esta meseta se mantiene hasta que el músculo empieza a fatigarse, momento en el cuál inicia su relajación gradual. En el caso de que el estímulo desapareciese antes de iniciarse la fatiga, el músculo tetanizado se relaja inmediatamente. Aunque el potencial de acción de una U.M. es muy corto, el tiempo mecánico de contracción es relativamente largo, hasta el punto que incluso una U.M. fásica tiene un tiempo de contracción varias veces mayor que el potencial que la desarrolla, llegando en el caso de las U.M. tónicas a duraciones superiores a la décima de segundo hasta que la fibra se relaja después de una contracción. La U.M. conserva su actividad mientras dura la contracción a fuerza constante, aunque la final de la contracción, la amplitud del potencial eléctrico muscular disminuye ligeramente, a la vez que tiende a aumentar su amplitud. Como ya señalamos, la tensión desarrollada por el músculo esquelético depende del número o frecuencia en que las U.M. son activadas, de tal forma que los estímulos de baja intensidad van acompañados de la respuesta de U.M. tónicas, mientras que los estímulos de alta intensidad llevan a la estimulación de las U.M. fásicas. 3.6. Niveles de adaptación neuromuscular. Zaziorski (1966) distingue tres niveles de adaptación a nivel nervioso durante el proceso de contracción muscular, pero nosotros vamos a señalar cinco más, ya que entendemos que de esta manera explicaremos de forma más precisa el apartado: 32 Adaptaciones resultantes de la formación correcta del gesto. Adaptaciones en el control y regulación del gesto (coordinación intermuscular). Aumento de impulsos nerviosos de alta frecuencia. Adaptaciones en el orden de reclutamiento de Unidades Motrices (UM). Adaptaciones en la sincronización de Unidades Motrices (UM). Logro de niveles de compartimentación muscular. Mejora de la propiocepción. Adaptaciones en la activación del reflejo de estiramiento. Adaptaciones en los mecanismos inhibitorios. ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Adaptaciones Neuromusculares Adaptaciones Neuromusculares en el Entrenamiento deFuerza Fuerza en el Entrenamiento de Sistema Nervioso Central Sistema Nervioso Central SistemaNervioso NerviosoPeriférico Periférico Sistema Orden Reclutamiento Creación del Movimiento Sincronización UM Control y Regulación del Movimiento Compartimentación Mejora de Propiocepción Mecanoreceptor Aumento Impulsos alta frecuencia Regulación Mecanismos Reflejos Cuadro 3.6. Adaptaciones neuromusculares en el entrenamiento de fuerza según Zaziorski, (1966). 3.6.1. Creación de un patrón idóneo de movimiento. Muchas veces no nos damos cuenta de que la posibilidad de aplicar la máxima tensión durante un gesto deportivo, no es sólo un problema de fuerza bruta, sino de ser capaces de realizar correctamente una acción técnica. La experiencia nos demuestra que sujetos con un nivel de fuerza máxima moderado son capaces de aplicar enormes tensiones en acciones de gran dificultad técnica. En realidad, la ejecución en sí misma es fruto de dos aspectos fundamentales: (1) conocer con exactitud el patrón motor de la técnica; (2) ser capaces de regular con eficacia el movimiento. Ambos aspectos están directamente relacionados con diferentes estructuras del sistema nervioso, especialmente a nivel central (centros nerviosos supraespinales). Diversas estructuras nerviosas se encargan de crear el patrón de movimiento que, a priori, se entienda como más eficaz durante la práctica de una modalidad deportiva. Para ello necesita disponer de un importante bagaje de experiencia que almacena en memoria. 33 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Cuerpo Calloso Hipotálamo Diencéfalo Quiasmaóptico Glándula Pineal Hipófisis Hipocampo Cerebelo Mesencéfalo Pedúnculo Cerebrales Lámina Cuadrigémina Cuerpomamilar (amigdala) Protuberancia Cuarto Ventrículo Bulbo raquídeo • El área motora primaria o prerrolándica (área 4 de Brodman • El área motora suplementaria (porción medial del área 6 de B • El área premotora (área 6 de Brodman). • Las áreas sensitivomotoras (áreas 3, 1, 2 y 5). • Las áreas oculomotoras (áreas 8, 18 y 19 de Brodman). 4 3-1-2 6 5 7 39 40 8 19 17 18 41 44 22-37-39-40 45 22 37 10 Cuadro 3.7.Creación de un patrón idoneo La memoria motriz. La memoria es la premisa básica sobre la que se asienta cualquier movimiento, constituyendo un concepto que nos permite recordar cualquier acontecimiento en un determinado momento. El ser humano posee diferentes tipos o niveles de memoria (procedimental, semántica, autobiográfica, etc.,) que le permiten rememorar situaciones, formas, palabras, gestos, etc., lo que nos da pie para hablar de una memoria específica para cada caso. En el caso del deporte es determinante la que se conoce como memoria procedimental, la cual almacena mecanismos motores básicos que, una vez fijados, no necesitan un reaprendizaje, permaneciendo inmutables con el paso del tiempo. La mecánica de carrera, los lanzamientos de objetos, etc., son algunos de los ejemplos que ilustran este tipo de memoria. Organización temporal de la memoria. Hoy en día casi todo el mundo coincide en organizar la memoria en tres niveles: la memoria sensorial (inmediata), la memoria a corto plazo y la memoria a largo plazo. Por medio de la memoria sensorial se recibe información de los intra y extero receptores que es retenida durante muy corto espacio de tiempo (250-500 milisegundos) antes de toda interpretación cognitiva y de que se inicie la pérdida de información. Neisser (1967) habla de dos tipos de memoria sensorial, la visual y la auditiva, aunque otros autores también hacen referencia a la memoria propioceptiva (Atkinson y Shiffrin1971), lo que podría ser perfectamente aceptable si tenemos en cuenta el nivel de 34 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR información que recibe el deportista de los diferentes intero y extero receptores. De toda la información recibida, sólo un número limitado de unidades de información (≈7) son retenidos durante un tiempo algo mayor en la memoria a corto plazo, pero que sólo permanece en ella durante algunos segundos (15-60 segundos). Por último, otra pequeña parte de la información pasa a la tercera estructura que corresponde a la memoria a largo plazo, la cual parece tener una capacidad y duración muy elevada, aunque hoy en día se dispone de poca información contrastada sobre este fenómeno. Para que esta información permanezca almacenada es necesario potenciarla periódicamente, ya que de lo contrario se irá perdiendo con el paso del tiempo. La memoria a corto plazo permanece durante poco tiempo (segundos o minutos) y se refiere a la capacidad de mantener en la mente cosas durante el tiempo suficiente de poder realizar acciones secuenciales (ejemplo: recordar listas de nombres o números), por lo que en ocasiones también se la conoce como memoria de trabajo. La memoria a largo plazo se mantiene durante días o años. Memoria Memoria MemoriaSensorial Sensorial Memoria Memoria Episódica Memoria Episódica MemoriaMedio MedioPlazo Plazo Memoria MemoriaLargo LargoPlazo Plazo Memoria Memoria Episódica MemoriaMemoria Episódica Comportamental Memoria Semántica Cuadro 3.8. Relación del tiempo de reacción con la información de la memoria. La memoria a largo plazo se suele subdividir en tres tipos de memoria diferente: Memoria Episódica. Memoria Semántica. Memoria Comportamental. La memoria episódica registra los acontecimientos conectados al contexto respectivo, permitiendo distinguir hechos ocurridos en contextos diferentes. Consiste en almacenar información referente a acontecimientos asociados a un tiempo determinado. La memoria semántica resulta de abstracción de varios episodios en conceptos utilizados en el lenguaje (palabras habladas y/o escritas). Se basa en el conocimiento factual o conceptual sin necesidad de que el episodio recordado se encuentre presente cuando es evocado. Por su parte, la memoria comportamental, es conocida como la memoria de las acciones, y se obtiene mediante la práctica de 35 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. las mismas, por lo que es determinante, junto a la memoria episódica, en las actividades deportivas. Neurogénesis y memoria. La negación de la neurogéneis en el sistema nervioso del sistema nervioso del adulto, por lo tanto de una estabilidad de las estructuras cerebrales, permitía establecer la teoría de que la memoria se apoya en la idea de que las neuronas del cerebro adulto no se renuevan. En los últimos años se ha podido comprobar que existen numerosas neuronas nuevas en el cerebro adulto, llegándose a establecer que la neurogénesis tiene lugar en numerosas zonas del mismo, incluido el córtex, el cual interviene en procesos cognitivos complejos, lo que en el futuro abre un campo de extremadamente interesante para la investigación aplicada. La idea de que el aprendizaje se asentaba en la expansión y crecimiento de lo que luego se conoció como sinapsis fue propuesta por Ramón y Cajal a finales del siglo XIX, durante una conferencia dictada ante la Royal Society de Londres. Lógicamente, estos planteamientos pueden vincularse con la memoria y su relación con la plasticidad que muestra el sistema nervioso como respuesta a los estímulos adecuados. La creación de nuevas neuronas, la aparición de mayores sinapsis entre las neuronas ya existentes, la existencia y actividad de neurotransmisores como la acetilcolina, la dopamina y la glutamina o la eficiencia de receptores postsinápticos, son algunos de los mecanismos fisiológicos más íntimamente vinculados a la formación de señales estables sumamente necesarias para la creación de un importante número de recuerdos que puedan ser evocados en el momento necesario. Algunas hipótesis recientes apuntan que las neuronas que perduran toda la vida podrían estar relacionadas con la memoria a largo plazo, mientras que las que aparecen y se renuevan durante la edad adulta lo están con el aprendizaje y la memoria a medio y corto plazo. La retención de información nueva disminuye con la edad, lo que también puede estar vinculado con el hecho de que la neurogénesis disminuye con los años. Se ha podido observar que la cantidad de nuevas neuronas cae hasta llegar a ser de un 10% de la producción que se observa en el sujeto adulto (Cameron-2000). Aplicación de la memoria a la acción motora. Ya señalamos anteriormente que los diferentes tipos de memoria a largo plazo, especialmente, la episódica y la comportamental, son determinantes del éxito en la práctica deportiva. Las diferentes manifestaciones de la memoria y su interacción, no sólo disminuyen el tiempo de respuesta, sino que sirve para poder corregir y readaptar una respuesta motora. Arnold (1985) plantea un modelo de tratamiento de la información que implica diferentes niveles de memoria y en el que asume la complejidad y adaptabilidad del sistema perceptivo-motor dentro de la interacción e integración dinámica de todos los procesos constitutivos de una acción motriz. Goldman-Rakic (1996) habla que la memoria asociativa adquiere información y la retiene en un stock especial (memoria a largo plazo), mientras que la memoria funcional complementa la memoria anterior al sostener la activación y almacenamiento de niveles diferentes (memoria a corto plazo) de información simbólica, al tiempo que permite la manipulación de esa información o de otros componentes más antiguos almacenados en la memoria. 36 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Retroacción de la memoria Entrada Entrada Sensorial Sensorial Memoria Memoria corto aacorto plazo plazo almacenada almacenada Filtro Filtro Selectivo Selectivo Mecanismo Mecanismo Perceptivo Perceptivo Mecanismo Mecanismo traducción traducción Memoria a largo Memoria a largo plazo almacenada plazo almacenada Mecanismo Mecanismo Efector Efector Elección Elección Retardada Retardada Respuesta Respuesta Motriz Motriz Retroacción de la información Cuando el ser humano efectúa cualquier movimiento, por novedoso que sea en su repertorio, lo hace sobre la base de relaciones coordinativas precedentes, por lo que los patrones de movimiento que tengan almacenados en la memoria condicionarán la eficacia y la calidad del mismo. Por tal motivo, cuanto mayor sea la experiencia motriz y más intensa sea la capacidad de retención de la misma, mayor será el potencial que tenga para realizar sin dificultad nuevas acciones con un nivel elevado de dificultad. El papel de la repetición del gesto. La experiencia nos demuestra que sólo mediante numerosas repeticiones se logra alcanzar un stock estable de vivencias que pueden ser utilizadas en un momento determinado de la práctica deportiva. Se piensa, que mediante la repetición se obliga a la utilización de las mismas vías y recursos del sistema nervioso permitiendo desarrollar la respuesta adaptativa necesaria para crear nuevas sinapsis o modificando la eficacia de las ya existentes (plasticidad). Estas conexiones entre neuronas, más o menos, cercanas serían sumamente especializadas, ya que el origen de la formación de las necesarias proteínas neuronales no tiene lugar en el cuerpo celular (núcleo), sino que se produce en las propias neuronas afectadas, tal y como lo demuestra la existencia de ARNm y ribosomas dentro de las mismas (Laroche-2001). Si estas repeticiones se acompañan de refuerzos positivos y de situaciones de impacto que impidan el estancamiento, los aprendizajes serán mucho más intensos y estables, convirtiéndose en mecanismos de refuerzo que no deben ser olvidados por los entrenadores. La simple repetición es un instrumento de gran utilidad en el aprendizaje y memorización de patrones motores, aunque la dificultad se multiplica cuando las tareas son abiertas, donde la interacción del entorno en la ejecución posiblemente condicione la forma en que participen las diferentes estructuras nerviosas. Se puede pensar que la ejecución se apoya en un patrón base de partida, ya que sería imposible disponer de tan enorme cantidad de respuestas almacenadas, pero esto no es un hecho totalmente demostrado. Anatomía y fisiología de la memoria. Es necesario comprender que la memoria, desde el punto de vista anatómico, no es una entidad funcional del ser humano que se encuentra localizada en una única estructura o posición determinada, sino que por el contrario, parece estar constituida por múltiples componentes dispuestos en torno a una compleja red neuronal que enlaza 37 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. diferentes estructuras cerebrales. Sin embargo, existen algunas zonas más importantes, para estos procesos, que otras que ocupan funciones secundarias en el almacenaje y utilización de vivencias anteriores (Goldman-Rakic-1996; Purves et al.-2001). Diversos estudios experimentales parecen reconocer la vinculación existente entre la memoria y zonas del sistema nervioso como son el hipocampo y la amígdala, aunque no los únicos existentes, ya que otros estudios encuentran correlación entre situaciones de amnesia y deterioros en el diencéfalo (tálamo e hipotálamo), donde se da la circunstancia de que llegan fibras procedentes del hipocampo y la amígdala. La amigdala a su vez establece conexiones directas y amplias con todos los sistemas sensoriales del córtex. Por su parte, el hipocampo, lugar anatómico en el que se encuentran los mecanismos pre-postasociativos, almacena memoria a largo plazo durante semanas y la va trasladando gradualmente hacia regiones específicas de la corteza cerebral, donde se realizan operaciones de la memoria funcional (lóbulos prefrontales). Cortex Cortex Prefrontal Prefrontal Anterocerebro basal Diencéfalo Diencéfalo Amigdala Amigdala Hipocampo Hipocampo Área Área Sensorial Sensorial Cuadro 3.9. Forma como podrían interactuar las diferentes estructuras cerebrales en la formación de la memoria Entendemos, que es necesario hacer hincapié, también, en el papel que desempeña la acetilcolina, la dopamina, la glutamina en la memoria. La acetilcolina es un neurotransmisor liberado por las terminaciones nerviosas en el espacio sináptico, para posteriormente fijarse en el receptor de la membrana postsinaptica y abrir el canal iónico al que viene asociado, garantiza el mantenimiento de la actividad funcional de las neuronas e, indirectamente, sobre los procesos de aprendizaje o memorización de los mismos. La dopamina es otro neurotansmisor que regula la actividad celular asociada a la memoria funcional, habiéndose demostrado que una disminución de sus niveles en la corteza prefrontal provoca disminuciones en la memoria funcional importantes (Goldman-Rakic-1996). 3.6.2. Adaptaciones en el control y regulación del gesto: La coordinación intermuscular. Otro aspecto importante a tener en cuenta, en relación con las adaptaciones neuromusculares que permiten alcanzar mayor fuerza durante la contracción muscular, es la mejora en la interacción de los músculos que intervienen en una acción y/o la relación entre agonistas y antagonistas (coordinación intermuscular). Lo que Sherrington denominó como inhibición recíproca, por la que un músculo antagonista se relaja (de forma completa salvo en el caso de las acciones balísticas) cuando se contrae su agonista, es uno de los principios fisiológicos en los que se sustenta este comportamiento, aunque ciertamente no el único. 38 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Las acciones sincronizadas de las acciones de contracción-relajación muscular, permiten una acción eficaz de los diferentes grupos que intervienen en el movimiento, independientemente de la función que tengan asignada en la acción (agonistas, antagonistas, sinergistas y fijadores). La fuerza generada en una contracción coordinada de varios músculos es mayor que la suma de las fuerzas desarrolladas de forma separada (Howard et al.-1987). Las cocontracciones o contracciones simultáneas de los músculos agonistas y antagonistas de una articulación son un comportamiento negativo en la economía de la contracción muscular. Este fenómeno se da más frecuentemente en los movimientos rápidos y violentos y en otros de menor intensidad ejecutados por deportistas de bajo nivel de entrenamiento. El valor de la cocontracción se puede calcular a partir de los registros electromiográficos de los músculos intervinientes en la acción y aplicando la siguiente fórmula: 2 x Área común de registro de los músculos agonistas y antagonistas %COCON= x 100 Área registro agonista x Área registro antagonista También la disminución en activación de la musculatura antagonista influye sobre la fuerza que es capaz de ejecutar un músculo o grupo muscular. Debemos destacar que la coactivación de la musculatura antagonista de sujetos poco entrenados es bastante elevada, pudiendo disminuir con el entrenamiento de la fuerza. En un trabajo realizado por Carolan y Cafarelli (1992), se pudo comprobar este hecho, demostrándose que la reducción en los niveles de coactivación ocurría preferentemente en la primera semana de entrenamiento. Este interesante mecanismo de actuación de la musculatura antagonista parece estar regulado de forma involuntaria a nivel del sistema nervioso central, sugiriéndose que la coactivación es facilitada por intervención de las células de Renshaw, que inhiben la actividad de las interneuronas. Häkkinen et al. (1997), por su parte, observaron una reducción significativa de la coactivación de la musculatura antagonista de sujetos de edad avanzada (70 años) después de un entrenamiento de seis meses de duración, pero con la peculiaridad de que la disminución fue menor que la observada en otro grupo de sujetos más jóvenes (40 años). 3.6.3. Incidencia del sistema nervioso central en el control y regulación del movimiento. Gran parte de los procesos que regulan y controlan el movimiento se llevan a cabo por parte de los centros supraespinales, entre los que es necesario destacar, el córtex motor de la corteza cerebral, los ganglios basales, el cerebelo y el bulbo raquídeo. Este mecanismo de la actividad motora implica la participación de diferentes áreas corticales cuya activación no está del todo conocida, pero de la que ya se tiene una ligera idea en cuanto a su funcionamiento y en la que se distinguen estructuras responsabilizadas en la planificación del gesto a ejecutar, las de programación y las encargadas de la ejecución final. Las áreas asociativas y el 39 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. córtex motor enlazan diferentes zonas y crean un patrón de movimiento que finalmente se envía a los músculos después de conectar con los centros espinales a través del bulbo y del tractus corticoespinal. SISTEMASDESCENDENTES DESCENDENTES SISTEMAS Neuronasmotoras motorasdescendentes descendentes Neuronas CortezaMotora: Motora: Corteza GangliosBasales: Basales: Ganglios Iniciacióncorrecta correctadel delmovimiento. movimiento. Iniciación Centrosdel deltronco troncoencefálico: encefálico: Centros Cerebelo: Cerebelo: Coordinaciónsensitivo-motora. sensitivo-motora. Coordinación Planificación,iniciación iniciaciónyydirección dirección Planificación, delos losmovimientos movimientosvoluntarios. voluntarios. de Movimientosbásicos básicosyycontrol control Movimientos postural postural Interneuronas: Interneuronas: Coordinaciónrefleja reflejadel delmovimiento. movimiento. Coordinación Gruposde deneuronas neuronasmotoras: motoras: Grupos Neuronasmotoras motorasinferiores. inferiores. Neuronas CIRCUITOS DE LA MÉDULA ESPINAL MúsculosEsqueléticos Esqueléticos Músculos Cuadro 3.10. Organizaciones globales neurales implicadas en el control del movimiento El córtex cerebral se extiende sobre los dos hemisferios cerebrales, siendo una estructura anatómica que controla el cuerpo de manera contralateral, aunque en ellos no existe una representación de movimientos, sino la de estructuras musculares aisladas. Cada hemisferio se puede organizar en cuatro partes: lóbulo frontal, lóbulo occipital, lóbulo parietal y lóbulo temporal. El primero de ellos, el lóbulo frontal, se responsabiliza de gran parte del control de la actividad motriz, estando anatómicamente delimitado por las cisuras de Silvio y de Rolando. Las otras tres partes, occipital, parietal y temporal, reciben las aferencias nerviosas, decodifican la información recibida, almacenan parte de ella e integran la información. Cada una de las partes antes descritas se organizan en áreas diferentes con funciones específicas que tienen funciones distintas. Dentro de estas áreas aquellas que tienen mayor relación con el movimiento son, entre las múltiples en que se organiza la corteza cerebral, fundamentalmente las siguientes: El área motora primaria o prerrolándica (área 4 de Brodman). El área motora suplementaria (porción medial del área 6 de Brodman). El área premotora (área 6 de Brodman). Las áreas sensitivomotoras (áreas 3, 1, 2 y 5). Las áreas oculomotoras (áreas 8, 18 y 19 de Brodman). En el área motora primaria (área 4 de Brodman), responsable del gobierno de la ejecución de los movimientos, se encuentra situada justo por delante de la 40 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR fisura de Rolando y está organizada somatotópicamente de forma que en el hombre pueden encontrarse representadas las diversas zonas contralaterales del cuerpo. El área que ocupa cada zona del cuerpo no es proporcional al volumen que tiene, sino que lo es a la diversidad y fineza de movimiento que esa porción puede realizar. Representa el punto de salida de las órdenes motrices que van a la estructura correspondiente, a la vez que es donde llegan numerosas aferencias que vienen del área 6, del área motora suplementaria, del núcleo ventrolateral intermedio del tálamo (que vienen de diferentes núcleos del cerebelo) y de los núcleos de la base a través de los núcleos ventrolateral, ventromediano y lateroventral del tálamo. El área motora suplementaria (1, 2 y 3) se localiza en la superficie media del área 6 y a través de sus conexiones con los ganglios de la base, el tálamo y el cerebelo, garantizan las coordinaciones musculares. En ella está representado de forma somatotópica el lado contralateral del cuerpo. La estimulación de esta área provoca la realización de movimientos contralaterales coordinados y, a menudo, bilaterales. Su relación con el área parietal cinestésica pueden explicar su papel en la estabilización de los segmentos corporales que se utilizan en las manipulaciones. También juega un papel determinante en la preparación y la ejecución de secuencias de actos motores memorizados, así como en toda tarea que exige una secuencia temporal precisa. El área premotora (área-6 de Brodman), que sobre todo actúa en las funciones de planificación y programación de los movimientos, se localiza sobre la cara externa del córtex y corresponde a la porción lateral del área 6 donde se distinguen dos subáreas funcionalmente distintas: Área 6a-alfa. Corresponde a la porción más cercana al área 4 y puede considerarse funcionalmente como extensión de ella. Contiene la representación de la musculatura del tronco y la proximal de las extremidades. Área 6a-beta. Es la verdadera área premotora y corresponde con la parte más anterior del área 6. Su estimulación provoca movimientos complejos contralaterales coordinados, de carácter postural, en los que participan un gran número de músculos y que son muy similares a los que ocurren durante la estimulación del área motora suplementaria. Área 5 cinestésica Núcleos de la base (putamen ) Área motriz suplementaria Área motriz Primaria (4) Médula Área premotriz Cerebelo Área 6 Área 7 (espacio visual) Cuadro 3.11. Conexiones entre el área motriz suplementaria y el área motriz 41 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Las áreas corticales sensitivas reciben, decodifican, interpretan y almacenan las informaciones que le llegan desde los receptores sensoriales por vías aferentes. Anatómicamente se encuentran ocupando una amplia superficie de los lóbulos parietales, temporales y occipitales, que actúan de forma interconectada entre ellas y otras zonas del sistema nervioso, lo que dificulta la realización de una explicación detallada de cada una de las zonas que incluye, por lo que sólo haremos mención de algunas de las más importantes. Así, las áreas 5 y 7 del lóbulo parietal participan en la programación de actividades motrices, especialmente de aquellas que tienen que ver con tareas de precisión oculomanual como son los lanzamientos o las manipulaciones, lo que obliga a su coordinación con otras zonas del córtex occipital y frontal. Las áreas 17 (área visual primaria), 18 y 19 (áreas visuales asociativas) se encuentran situadas en la zona occipital y se encuentran vinculadas con la visión. Los estímulos sonoros se vinculan con las áreas 41 (primaria), 42 y 43 (secundarias). Por su parte, el área 39 (gyrus angular) se encuentra en la parte posterior de la cisura de Rolando y recibe la información que proviene de las áreas de la asociación somestésica, visual y auditiva. Vías aferentes. Las vías aferentes se encargan de transmitir los impulsos nerviosos que provienen de los receptores sensoriales, vía espinal y tronco encefálico, y los envían al sistema nervioso central para converger en el tálamo. Las aferencias más importantes que reciben las áreas motoras corticales (corteza somatosensitiva), situadas en la zona parietal del encéfalo, desde donde se distribuyen a los campos corticales de orden superior (estructuras subcorticales), como por ejemplo, la corteza somatosensitiva secundaria y, de allí, pasar a estructuras límbicas como las amigdalas y el hipocampo, estructura básica de almacenamiento y control de la información (memoria). Estas vías que llegan a la corteza somatosensitiva provienen concretamente de diferentes puntos que nacen en los núcleos talámicos (ventrolateral y complejo ventrobasal) y de otras áreas corticales. Las que proceden de los nucleos talámicos ventrolaterales las podemos dividir en dos porciones: oral y caudal. La porción oral, que recibe sus aferencias básicamente a partir del sistema de los ganglios basales para proyectarse a las áreas 6 y motora suplementaria. La porción caudal, que recibe sus aferencias del cerebro y se proyecta a las áreas 4 y motora suplementaria. Las que proceden del complejo ventrobasal son muy diversas. Las que vienen de los husos musculares se proyectan al área 3ª, las articulares a las áreas 3ª y 2, y las de origen cutáneo a las áreas 3b y 1. Se ha demostrado la existencia de proyecciones de origen articular y cutáneo mediadas por el fascículo espinotalámico que terminan en el área 4. Los órganos de creación del movimiento parten en la corteza motora primaria (área 4 de Brodman) desde donde se regulan cada una de las estructuras musculares que posee el organismo (representación topográfica de la musculatura corporal), al estar representado cada uno de ellos en una parte concreta de dicha estructura, de forma similar a como ocurre en la zona somatosensitiva, ocupando un espacio proporcional a la calidad de los movimientos que efectúan. Las áreas motoras específicas están estrechamente conectadas entre sí de forma recíproca, así como ocurre también con las áreas específicas sensoriales 42 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR (3,2,1) que, por sus funciones motoras, se han denominado también áreas sensitivomotoras. Estas conexiones están organizadas de forma somatotópica, de manera que las áreas sensitivas de una determinada zona corporal se proyectan sobre las áreas motoras correspondientes a esa misma zona. Vías eferentes. Las vías eferentes transmiten los impulsos nerviosos desde el sistema nervioso central hacia la periferia a través de complejas interconexiones anatómicas. El origen y destino de las eferencias de la corteza motora son muy variadas (cortical, talámica, rúbricas, pontinas, bulbares y espinales), de manera que, por ejemplo, los impulsos eferentes procedentes del córtex llegan a la neurona motora a través de la vía piramidal (neuronas que tienen su origen en la capa cortical V) y a través de los núcleos motores del tronco encefálico. La enorme complejidad de estas eferencias se escapa del objetivo específico de este capítulo, por lo que no consideramos de interés su descripción detallada, haciendo únicamente mención de las más relevantes. Estructuras subcorticales. Los ganglios basales1 y el cerebelo son órganos especialmente importantes para la motricidad, ya que, sin ser fuente de ejecución de los movimientos, son las fuentes de la información de reajuste que utiliza permanentemente el organismo, al ser punto de convergencia de masivas cantidades de información sensitiva, especialmente de la corteza cerebral. De dicho comportamiento de modulación se puede lograr una planificación, iniciación, coordinación, guía y terminación adecuada de todos los movimientos voluntarios, por complejos que estos sean, tal y como ocurre durante la ejecución de numerosas técnicas deportivas. Gánglios Basales Aferencias Aferencias Modulares Modulares Cerebelo Corteza Corteza Corteza Corteza Caudadoyy Caudado Putamen Putamen Corteza Corteza Cerebelosa Cerebelosa Nucleosde de Nucleos Relevo Relevo Nucleosde de Nucleos Relevo Relevo Tálamo Tálamo Tálamo Tálamo Aferencias Aferencias Modulares Modulares Cuadro 3.12. Esquema de la modulación motora a partir de los ganglios basales y el cerebelo 1 Los ganglios basales constituyen una estructura compleja que incluye al telencéfalo a través el striatum dorsal (núcleo caudal más putamen) y striatum ventral, partes asociadas al diencéfalo por medio del globus pallidus externo e interno, el núcleo subtalámico (cuerpo de Luys) y el locus niger, más formaciones reticuladas mesencefálicas. 43 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Sin embargo, cuando observamos la enorme velocidad que acompaña la ejecución de tareas motoras muy finas y complejas parece imposible que estas estructuras puedan ejercer controles de regulación o cambio de los movimientos. Las enormes distancias existentes entre estos componentes, estructuras musculares y centros nerviosos, necesariamente debe retardar el tiempo en el que los procesos tiene lugar, impidiendo materialmente que puedan existir dichos controles. De ser esto así, nos aborda la duda sobre que funciones reales tiene estas estructuras subcorticales o. al menos, como lleva a cabo sus mecanismos en acciones de tipo explosivo. Posiblemente, las funciones de regulación actúen sobre la creación del patrón de ejecución, y no que se haga directamente sobre el movimiento, aunque sobre este tema hablaremos al hacer mención de la capacidad coordinativa de cambio de movimiento. De los ganglios de la base, que cumplen funciones de planificación, iniciación y terminación de los movimientos (especialmente aquellos con intervención cognitiva compleja), destacan, por su relación con la motricidad, estructuras como el núcleo caudado, el putamen (que ambos forman el striatum dorsal) y el globo pálido, los cuales actúan en estrecha conexión con el tálamo, el subtálamo, la substancia negra y el núcleo rojo, que, en sí mismos, constituyen una compleja zona de procesamiento de la información. Desde los ganglios basales parten eferencias que llegan a la corteza motora, fundamentalmente a través del tálamo (fundamentalmente los que parten del globo pálido), y así influir sobre los comandos motores. Observando el gráfico propuesto por Rigal, podemos observar que no existen conexiones directas con vías sensoriales, pero sí existen numerosas uniones con la corteza motora, en ocasiones a través del tálamo, creando un complejo sistema de retroalimentación para el control motor. Uno de los principales mecanismos de este sistema afecta al putamen con aferencias de las áreas motoras y somatosensoriales de la corteza y con eferencias posteriores hacia las áreas motoras, premotoras y motoras suplementarias. Corteza Corteza Prefrontal/ /Premotora Premotora Prefrontal Corteza Corteza Parietal/ /Temporal Temporal Parietal Caudado/ /Putamen Putamen Caudado SustanciaNigra Nigra Sustancia ParsCompacta Compacta Pars Cuadro 3.13. Esquema de las principales aferencias que van hacia el núcleo caudado y putamen El cerebelo es una estructura subcortical que interviene en la regulación del tono muscular, el equilibrio y los movimientos en general (suavizándolos), con especial referencia a la sensomotricidad. También se le atribuye un papel fundamental en el 44 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR aprendizaje motor y de forma más específica en el mecanismo de adaptación que se producen en el movimiento a través de acciones de reajuste que implican la organización temporal y espacial del movimiento. Vías aferentes Vías internas Vías eferentes Pallidum Externo Núcleo Caudado Tálamo Pallidum Interno Putamen Núcleo Rojo Sustancia Negra Núcleo Ventro -lateral Núcleo Ventro -anterior Núcleo Subtalámico de Luys Tubérculos Cuadrigéminos anteriores Tronco Encefálico Centro Mediano Cuadro 3.14. Estructuras subcorticales más relacionadas con la motricidad y sus vías de interconexión Anatómicamente el cerebelo se suele organizar a partir de los lóbulos floculonodular anterior y posterior, de forma que el primero controla el tono postural de los miembros y la locomoción y el segundo se vincula a la organización automática de la motricidad voluntaria. La orden bruta de movimiento una vez que llega de forma indirecta hasta el cerebelo, donde está la información sobre patrones de movimiento previos e información precisa sobre la coordinación del movimiento, se ve beneficiada por la amortiguación de las señales de inhibición que van por los circuitos de retroalimentación que conectan con él y que provienen de diferentes receptores, generando la respuesta más fina posible que debe ser ejecutada por la musculatura. El cerebelo envía su información hacia los núcleos cerebelosos profundos (núcleo dentado, núcleo emboliforme, núcleo globoso y núcleo fastigio) y, posteriormente hacia el hipotálamo para luego continuar hasta la corteza motora y premotora. Línea Media Corteza Corteza Prefrontal/ /Premotora Premotora Prefrontal Protuberancia Protuberancia CortezaCerebelosa Cerebelosa Corteza Oliva Oliva Inferior Inferior Médula Médula Espinal Espinal Cuadro 3.15. Principales aferencias con dirección al cerebelo Núcleo Núcleo Vestibular Vestibular 45 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Desde el punto de vista de la motricidad, los ganglios basales parecen estar relacionados con los preparativos y ejecución de los movimientos más lentos y complejos, así como el mantenimiento de la postura y el tono muscular, mientras que el cerebelo, que está en contacto permanente de información con el cerebro, parece estar vinculado a la programación de movimientos rápidos, continuados y de la corrección de los mismos (suavizarlos), lo que le convierte en el órgano fundamental de la precisión del movimiento, transformando lo que es una orden grosera de movimiento que parte de las áreas asociativas en una acción más fina, y sobre la que actúan los impulsos que parten del diencéfalo, en una acción fina y precisa. Cerebelo Cerebelo GángliosBasales Basales Gánglios Corteza Corteza Premotora Premotora Caudadoyy Caudado Putamen Putamen Tálamo Tálamo (complejosVA/VL) VA/VL) (complejos Corteza Corteza Cerebelosa Cerebelosa Corteza Corteza Cerebelosa Cerebelosa Nucleos Nucleos Cerebelosos Cerebelosos Profundos Profundos GloboPálido Pálido Globo Externo Externo GloboPálido Pálido Globo Interno Interno Tálamo Tálamo (ComplejoVL) VL) (Complejo Núcleo Núcleo Subtalámico Subtalámico Línea Media Cuadro 3.16. Principales interacciones del cerebelo y los ganglios basales con otras estructuras cerebrales Aunque antiguamente sólo se le daba al cerebelo y a los ganglios basales funciones de retroalimentación, dejando a la corteza cerebral y al hipocampo, los comportamientos de orden superior, hoy se sabe que estas estructuras del sistema nervioso también desempeñan algunos roles principales en la adquisición y el almacenamiento de los movimientos y las conductas complejas adquiridas (Purves2001). Trabajos experimentales sugieren que una vez adquirida la capacidad de responder a un estímulo condicionado simple, esta información es almacenada, durante un tiempo relativamente largo, en el cerebelo, aunque aún existen dudas sobre si este mecanismo también se reproduce en relación con conductas motoras complejas, como son las técnicas deportivas. Estos hallazgos permiten plantear la hipótesis de que ambas estructuras participan en el aprendizaje y el almacenamiento de tareas motrices. 3.6.4. Orden de reclutamiento de Unidades Motrices. La forma en la que se organiza el reclutamiento de U.M. se denomina orden de reclutamiento, de tal forma que la experiencia demuestra que el factor que determina la cantidad y tipo de U.M. que se ponen en funcionamiento en una contracción muscular es la resistencia a vencer. En cada caso sólo son reclutadas las U.M. que se precisan para la acción muscular. Ahora bien, ya señalamos que 46 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR las U.M. activas y las que están en reposo intercalan frecuentemente su papel con el fin de evitar la fatiga de las U.M.. Esta contracción asincrónica de las U.M. es también la responsable de la naturaleza intensa o suave de las contracciones musculares voluntarias. Cuadro 3.17. Representación esquemática de los componentes principales que intervienen en la contracción principales que intervienen en la contracción. Casi todos los autores coinciden en señalar que cuando una contracción se realiza con intensidad progresivamente creciente y una velocidad de contracción submáxima el músculo se comporta de acuerdo al principio del tamaño. Esto hace que en una contracción muscular máxima todas las UM se activan en el orden en el que la frecuencia de impulso alcanza su valor específico. Milner-Brown et al. (1972), comprobaron que, durante una contracción isométrica de intensidad creciente, el principal mecanismo que permite aumentar la tensión cuando las resistencias a vencer son bajas, es el reclutamiento de U.M. adicionales. Si por el contrario, la resistencia a vencer es elevada, el mecanismo que permite aumentar la tensión es el incremento de las frecuencias de estimulación de las U.M. Cuando la resistencia es baja (por debajo del 20-30% de la máxima) se reclutan ST. Si la resistencia es moderada (30-50%) se utilizan además de ST las FTa. En el caso de resistencias superiores se reclutan todos los tipos de fibras ST, FTa, FTb (Ley Henneman-1965). En el caso de que la intensidad sea baja pero la duración sea muy elevada, el cansancio provoca la utilización de FT para poder seguir manteniendo los niveles de tensión. Duchetau et al. (1986) estudiaron, en el tríceps sural, la contribución de las fibras lentas y rápidas durante el pedaleo a diferentes velocidades, comprobando, que en el sóleo, músculo con alto predominio de fibras de contracción lenta, la evolución del electromiograma integrado disminuye conforme aumenta la velocidad de pedaleo, mientras que en los gemelos, que son músculos que presentan un equilibrio entre las fibras de contracción lenta y rápida, la respuesta electromiográfica es mayor al incrementar las revoluciones por minuto a que se trabaja. Pero no siempre se cumple el principio que propone Henneman para activación de la U.M., de tal forma que ante estímulos ligeros ejecutados a alta velocidad, son las FT las que se ponen en juego desde el principio. Experimentalmente se ha podido comprobar (en el músculo sóleo de gato) que cuando las velocidades de acortamiento exceden aproximadamente de 125 47 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. milímetros/segundo de un máximo potencial 176 mm/segundo, las U.M. lentas (ST) puede que no contribuyan al proceso de generar tensión muscular, sino que lo hacen las rápidas (FT). Basmajian (1976) afirma que este comportamiento se puede entrenar al hombre para que pueda suprimir a las U.M. de bajo umbral, invirtiendo el proceso propuesto por la ley de Henneman. Según el autor, una vez que la persona adquiere el control de una motoneurona espinal, es probable que aprenda a variar la frecuencia de descarga de la misma. Conseguir esta adaptación será, por lo tanto, uno de los objetivos prioritarios en el entrenamiento de la fuerza-velocidad. También otros autores están de acuerdo en este punto, afirmando que la ley de Henneman sólo es válida en músculos multifuncionales, donde una unidad motriz puede presentar un umbral de estimulación diferente en función del movimiento que se realice. En las acciones balísticas, propias de las acciones relacionadas con la fuerzavelocidad, las Unidades Motoras deben llegar a altas frecuencias de disparo que oscilan entre valores de 60 a 120 Hz. Las acciones balísticas se caracterizan por una compleja interacción de tres fases diferentes de contracción entre los músculos agonistas y antagonistas. Este comportamiento llamado modelo trifásico consiste en una manifestación agonista-antagonista-agonista de los músculos encargados de la acción, la cuál tiene una función protectora de las estructuras óseas y musculares. La contribución relativa de U.M. reclutadas para ejercer fuerza varía en cada músculo, así, mientras unos músculos reclutan todas sus U.M. cuando la fuerza alcanza valores próximos al 30%, otros músculos necesitan tensiones muy próximas al máximo para lograr este comportamiento (Kukulka y Clamann-1981). En aquellos músculos en los que ya se han activado la totalidad de U.M. que posee y se desea aumentar la tensión que genera, se pone en marcha una modificación de la frecuencia de estimulación. 3.6.5. Compartimentación. Windhorst et al. (1989), English et al. (1993), Paton y Brown (1995), Jensen y Westgaard (1997), Kernell (1998), emplean términos como participación neuromuscular, compartimentación muscular, diferenciación funcional, subdivsión funcional o regionalización muscular, para describir la capacidad que tiene el sistema nervioso central para controlar de forma parcial e independiente zonas concretas de un músculo. Los músculos se encuentran organizados en grupos de fibras que configuran paquetes con cierta autonomía funcional y estructural (anatómica). Esto obliga a aceptar que pese a que el origen de la inervación de un músculo sea único, la plasticidad del sistema nervioso puede permitir una cierta independencia en cuanto a las diferentes ramas nerviosas terminales que dan la orden de contracción a la musculatura. Así, sujetos altamente experimentados en el entrenamiento de la fuerza podrían llegar a controlar de forma autónoma la contracción de cada uno de esos paquetes de fibras respondiendo a su propia inervación. Esto es especialmente sencillo de comprobar en un músculo como el recto anterior del abdomen, donde cada vientre muscular mantiene una clara 48 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR diferencia anatómica respecto a los demás, o el trapecio con sus tres partes claramente diferenciadas (descendente, transversa y ascendente) y con funciones específicas para cada una de ellas (elevación, aproximación y descenso de la escápula). Más complicado de comprobar resulta cuando hacemos referencia a otros músculos como el pectoral, el sartorio, los isquiotibiales, los vastos laterales del cuádriceps, etc,. 3.6.6. La sincronización de Unidades Motrices (UM). La máxima tensión desarrollada por un músculo se manifestará en el momento en el que se contraigan, de forma sincronizada, el mayor número de unidades motrices (sincronización de Unidades Motrices) (Edman-1992). En las personas sedentarias, el número de U.M. que pueden ser movilizadas en tensiones de fuerza máxima no supera un 25-30% de las U.M. potenciales, mientras que en personas entrenadas, el porcentaje puede llegar al 80-90%. Esto es lo que se conoce como coordinación intramuscular. El proceso que permite aumentar el número de UM que pueden ser reclutadas de forma sincronizada, parece estar en la inhibición del circuito de Renshaw por parte del SNC, ya que el circuito de Renshaw es el responsable de la inhibición de las motoneuronas a las que se encuentra asociada. Recordemos que el circuito de Renshaw es un mecanismo suplementario de regulación de la actividad tónica y fásica, disminuyendo el tono muscular cuando es activado. Pierrot-Deseilligny (1984) comprobó que el circuito de Renshaw recibe a través de las vías descendentes una influencia inhibitoria o facilitadora, que dependerá del tipo de contracción que se quiera realizar. En ese sentido, los movimientos balísticos inhibirán el circuito, mientras que los movimientos en rampa lo estimularán. Paillard (1976) señala, también, que las motoneuronas de una misma población tienden a sincronizarse, debido a su dependencia del mismo mando central y por los efectos del campo eléctrico provocado por motoneuronas colindantes. La máxima tensión que es capaz de desarrollar un músculo de forma voluntaria, se produce cuando realizamos una contracción isométrica máxima. Milner y Brown (1975) encontraron que durante una contracción isométrica de creciente magnitud el principal mecanismo para incrementar la tensión era el reclutamiento de U.M. adicionales. Si los niveles de fuerza son más altos, el mecanismo predominante es el aumento de las frecuencias de excitación de las U.M.. Debemos recordar que desde la década de 1920/30, se acepta en general que el límite superior normal de activación de las U.M. está alrededor de los 50 Hz/seg. Todas las U.M. se contraen y se relajan, en una acción de tipo vibratorio, a distintas frecuencias que, como ya señalamos, tienen su límite próximo a los 50 Hz/seg (Basmajian-1976), lo que a priori nos permitiría afirmar que ante este tipo de frecuencias se alcanzará el máximo número de UM que intervienen en una contracción, momento en el que el músculo es capaz de alcanzar las tensiones máximas. El hombre puede controlar de forma consciente la frecuencia de descarga de las unidades individuales, lo que nos permitirá, si no incrementar la tensión máxima, si el tiempo en que ésta se alcanza, hecho de gran importancia en las acciones musculares que son muy veloces, pudiendo ser alterado este 49 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. comportamiento con el entrenamiento adecuado, siendo el trabajo isométrico una forma interesante para lograr este objetivo. La U.M. conserva su actividad a través de toda la duración de la contracción de fuerza constante. La frecuencia de descarga generalizada de una U.M. disminuye en función del tiempo. Eason (1960 cfr. Basmajian 1976), sugirió que durante una contracción sostenida se reclutan en forma progresiva U.M. adicionales para compensar la pérdida de contractilidad debida a la incapacitación de unidades fatigadas. Los potenciales de acción se suman con los de las U.M. que ya están en actividad contrarrestando con creces la caída de amplitud en las unidades incapacitadas. Con la fatiga (Zhukov y Zakharyants-1959, Person y Mishin-1964 y Missiuro et al.-1962 cfr. Basmajian-1976) encontraron una sincronización de los potenciales de acción y una disminución en la velocidad de conducción, lo que altera el comportamiento asincrónico de las U.M. que permite la ejecución de movimientos finos. Esto, posiblemente, queda reflejado en el caso de la fatiga neuromuscular por lo que se conoce por "temblor fisiológico". Viitasalo y Gaejewski /1994) comprobaron este extremo en 13 sujetos que participaron durante 5 semanas en un entrenamiento creciente de fuerza, en el que desde la primera sesión se manifestaba un aumento del temblor, especialmente en el rango de frecuencia entre 9-25 Hz. Furness et al. (1977) sugieren que los cambios en el temblor que se producen como resultado de la actividad física, refleja un estado local de fatiga en el sistema nervioso el cuál causa temporalmente un desorden temporal y local en los mecanismos de control neuromuscular. Magnusson et al. (1970) indican que el desplazamiento del espectro de frecuencias del EMG durante la fatiga, se debe en gran medida a la disminución de la velocidad de conducción de las fibras musculares y no, únicamente, a la sincronización de las descargas de las U.M. La electromiografía ha sido el método más utilizado para conocer las adaptaciones neuromusculares que se producen con el entrenamiento de la fuerza. Sabemos que los grandes incrementos iniciales en fuerza, especialmente entre sujetos no entrenados, se deben a las adaptaciones neuromusculares que no van acompañadas de la correspondiente hipertrofia muscular. Este hecho justifica las ganancias en fuerza que en ocasiones se producen sin que por ello se alcancen apreciables incrementos de la masa muscular. Estudios de Hakkinen et al. (1983), en los que los sujetos entrenaban la fuerza durante 16 semanas, demostraron que el máximo registro electromiográfico incrementaba gradualmente durante las primeras ocho semanas sin que se produjeran hipertrofias apreciables. Después de eso, durante las ocho semanas siguientes, la fuerza siguió aumentando a pesar de que el registro electromiográfico (EMG) se estabilizaba e incluso disminuía, pero paralelamente el músculo se hipertrofiaba. Por otro lado, cuando se hacía desaparecer el trabajo de fuerza, la pérdida inicial de rendimiento se debía a la reducción de la máxima activación neural de los músculos con un incremento gradual de la contribución de la atrofia muscular que esta falta de actividad lleva paralela. 50 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Incrementos (%) 25 20 15 Fuerza 10 IEMG 5 0 0 4 8 12 16 20 24 Sem anas Cuadro 3.18. Influencia del entrenamiento (16 semanas- 3 d/s) y el desentrenamiento (8 semanas) de la fuerza y la respuesta EMG en sujetos altamente entrenados en fuerza Fuente: Häkkinen y Komi (1983) (adaptado) En otro trabajo, Häkkinen et al. (1985) compararon los efectos que, sobre la fuerza isométrica y la respuesta electromiográfica, tiene un entrenamiento con sobrecargas y un entrenamiento explosivo de saltos. Vieron como, inicialmente, el trabajo explosivo aumenta la pendiente de la curva fuerza-tiempo y del EMG en mayor proporción que el trabajo de fuerza máxima, pero este último modelo de trabajo provoca un aumento más importante de la fuerza máxima (27% vs 11%). También Komi et al. (1979) pudieron comprobar en el cuádriceps, que tras entrenar con cargas isométricas máximas durante cuatro semanas (4 días/semana), se logran mejoras de fuerza que se van generando paralelamente a las modificaciones de la respuesta electromiográfica (EMG) de ese grupo muscular. Las alteraciones observadas en el EMG son mucho más intensas que las ganancias de fuerza que se logran en cada semana del proceso de entrenamiento. Cuadro 3.19. Evolución de los niveles de fuerza y de respuesta electromiográfica a lo largo de12 semanas de entrenamiento isométrico de la fuerza (Komi et al.-1978) No está totalmente demostrado cuáles son los mecanismos que permiten las adaptaciones neurales antes mencionadas, pero existen dos hipótesis que tratan 51 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. de explicar las causas del incremento de UM sincronizadas por medio del entrenamiento de la fuerza2: a) Las dendritas de las α-motoneuronas reciben un incremento de los impulsos de las fibras sensoriales. b) El incremento de la actividad de los centros nerviosos superiores. En cualquier caso y como resultado final, la mejora en la coordinación intramuscular se traduce en un incremento de la fuerza máxima voluntaria, aunque también una de las funciones más importantes que tiene la mejora en la sincronización de U.M. corresponde a su efecto sobre la fuerza explosiva. Sale (1993) confirma este fenómeno al señalar que una mejora en la sincronización de UM, va acompañada con un aumento en los incrementos de fuerza en unidad de tiempo. Las investigaciones también nos demuestran que la coordinación intramuscular también tiene efectos importantes a la hora de la transferencia o ganancia de fuerza entre un miembro entrenado y su opuesto no entrenado. Muchas investigaciones demuestran este fenómeno por el cuál cuando se entrena unilateralmente un segmento corporal, se aprecian mejoras de fuerza en el segmento opuesto. 3.6.7. Potenciación refleja: Reflejo de estiramiento. En las manifestaciones de fuerza reactiva también se dan otros fenómenos de tipo neural que permiten al músculo desarrollar una mayor cantidad de tensión. Nos referimos, en este caso a la capacidad refleja que posee el músculo esquelético por estimulación de los husos musculares. Recordemos que si un músculo es bruscamente extendido, la estimulación de los husos musculares provoca de forma instantánea una contracción muscular (reflejo de extensión o reflejo miotático), que será mayor o menor en función del nivel de elongación y de la velocidad con que se produzca (cuadro 3.20). Fascículo Piramidal Influencia Extrapiramidales Huso Neuromuscular Motoneurona Gamma Fibra Ia Gastrocnemius Fibra II Motoneurona Alfa-tónica Fibra Gamma Circuito de Renshow Fibra alfa Placa Motriz Cuadro 3.20. El reflejo miotático 2 Para profundizar en las bases biológicas de estos mecanismos, se recomienda leer el capítulo dedicado al entrenamiento de la fuerza velocidad mediante el trabajo de estimulación previa. 52 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR El elemento receptor, punto de partida del reflejo miotático, es el huso neuromuscular, el cuál se encuentra dispuesto paralelamente a las fibras musculares estriadas contráctiles y que disponen de dos tipos de fibras nerviosas aferentes. Las primeras (dispositivos anuloespirales que se enrollan en la porción central de la fibra interior del huso) son las fibras Ia, las cuáles envían órdenes de inhibición de las motoneuronas de los músculos antagonistas, siendo sensibles a los estiramientos dinámicos y estáticos y activándose proporcionalmente al grado de estiramiento muscular y a la velocidad con que se produce. Las segundas fibras nerviosas aferentes (situadas en el extremo) son las de tipo II, las cuales son sensibles al estiramiento estático. En si mismo, el huso no interviene en el fenómeno de contracción muscular, al igual que recibe una inervación diferente (motoneurona gamma). Si se observara la activación muscular de un gesto deportivo, podríamos comprobar que la respuesta eléctrica de las acciones reactivas es más intensa que acciones similares que responden a acciones concéntricas puras. La batida de un salto de longitud es un ejemplo claro de este comportamiento. Carpenter y Duchateau (1990) nos muestra como la actividad electromiográfica de los gemelos, vasto interno y bíceps femoral, es superior en una batida en la que el sujeto cae desde una altura de 40 centímetros, que cuando la ejecuta en un salto sin carrera previa. Como es lógico, en el primer caso la fase de amortiguación de la batida es menos enérgica y, por lo tanto, su fuerza reactiva será menor. Cuadro 3.21. Actividad electromiográfica de los gemelos (JE), vasto interno (VI) y bíceps femoral (BF) durante la fase de impulso de batidas de longitud sin impulso y tras caída desde 40 centímetros. CVM indica el registro de una contracción isométrica máxima, lo que nos permite comparar su valor con el trazo del registro electromiográfico, en cada uno de los músculos analizados. Fuente: Carpenter y Duchetau (1990). 3.6.8. Mecanismos reflejos inhibitorios. Por contra, como mecanismo opuesto al anterior, cuando el músculo es sometido a tensiones excesivas de las regiones distales, las cuales son provocadas por intensas contracciones musculares, ponen en funcionamiento un reflejo inverso al reflejo miotático. Estos reflejos periféricos, llamados reflejos tendinosos, inhiben la actividad de las alfa-motoneuronas según aumenta la 53 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. intensidad de la contracción muscular. Se produce por la estimulación de los órganos tendinosos de Golgi, localizados en la unión entre los músculos y los tendones. Aunque algunos autores ven los reflejos tendinosos, simplemente, como un mecanismo de seguridad y protección del tendón, otros creen que sirven, primordialmente, para transmitir datos acerca de los niveles de fuerza dentro del músculo hacia el S.N.C. (Henneman-1974). La inhibición de la contracción muscular por acción de los mecanismos propioceptivos que regulan el contrareflejo de estiramiento (corpúsculos de Golgi), es una de las hipótesis que se utilizan para explicar los límites de producción de fuerza por parte de un grupo muscular determinado (Caiozzo et al. 1981). Este mecanismo reflejo, podría explicar el que sujetos sedentarios tengan una menor capacidad, que los entrenados, para reclutar de forma simultánea mayor número de unidades motoras. En este caso, el entrenamiento de la fuerza tendría la función de inhibir estos mecanismos de protección e información muscular. Es necesario explicar, que en trabajos de fuerza realizados en estado de hipnosis, se pueden encontrar tensiones superiores que en condiciones normales (Ikai y Steinhaus-1961). Llegados a este punto conviene explicar un comportamiento muscular que determina el grado de tensión que genera el músculo durante una contracción en función del número de segmentos corporales y, por lo tanto, de músculos que intervienen en la acción. Secher et al. (1978), Ohtsuki (1981), Vandervoot et al. (1983) demuestran que la tensión que realiza la musculatura de un miembro (superior o inferior) es diferente en función de que el trabajo se haga aislado (un solo miembro) o de forma simultánea (los dos miembros). Cuando un segmento trabaja aislado la tensión es mayor, posiblemente debido a una menor reducción de las unidades motoras reclutadas por inhibición vía corpúsculos de Golgi, que cuando se trabaja de forma conjunta los dos miembros y se trata de vencer cargas más elevadas que son vencidas por acción de los grupos musculares de ambos segmentos. Signos de Control Motoneuronas Intrafusales γ Motoneuronas Extrafusales α ++ Receptores anuloespirales vías centrales -- Output motor Órganos tendinosos vías centrales Ib Ia Músculos Σ Características de la carga -++ Cuadro 3.22. Modelo de regulación de la rigidez muscular de Houk 54 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Houk (1976 y 1978) propone un modelo de control para la rigidez muscular, el cuál depende de la relación tensión-longitud del músculo (cuadro 3.22.). Cuando el músculo se contrae, la fuerza de contracción aumenta según la longitud del estiramiento, donde las reaferencias fusoriales se asocian estrechamente a las reaferencias tendinosas antagonistas para mantener o establecer la rigidez deseada respetando las posibilidades fisiológicas del individuo. El reflejo de estiramiento, en estas ocasiones, regulará la rigidez muscular en función de la carga a que es sometido, y no tanto a su longitud. En el modelo de Houk, existe un mecanismo servomotor compuesto por dos circuitos de reaferencias nerviosas y un circuito de interacción entre el músculo y la carga. Las aferencias fusoriales producidas por el alargamiento del músculo estimulará las α-motoneuronas, que controlarán la velocidad y longitud de la contracción, a la vez que se produce de forma simultánea aferencias tendinosas que resultan de un aumento de la fuerza, que genera una inhibición de estas mismas motoneuronas. Mediante el entrenamiento específico (botes, saltos desde alturas, etc.,), podemos actuar sobre el umbral de estimulación de los corpúsculos de Golgi elevándolos, lo que nos permitirá soportar mayores cargas y mayor deformación elástica en la fase excéntrica de un ciclo de alargamiento-acortamiento muscular (Cometti-1988). 3.6.9. Contracciones unilaterales y bilaterales (déficit bilateral). Henry y Smith (1961) señalaron que el total de fuerza generada, en una acción bilateral, en una contracción máxima realizada sobre un dinamómetro, era significativamente menor que la suma de la fuerza que aisladamente se podía hacer con cada una de las manos. Posteriormente este comportamiento también fue observado en diferentes investigaciones (Howard y Enoka-1991: extensión de piernas; Koh et al.-1993: extensión de piernas; Oda y Moritani-1995: flexión de codo, etc.),aunque las evidencias sugieren que sólo ocurre en condiciones donde hay simultánea activación de músculos homónimos en partes opuestas del cuerpo. La hipótesis más utilizada para justificar este fenómeno se apoya en diferente activación de unidades motoras como resultado de una distinta respuesta del sistema neuromuscular y, más concretamente, a la interacción entre los reflejos de estiramiento (que potencia la contracción) y la activación de los corpúsculos de Golgi (que disminuyen la tensión). También los mecanismos centrales de control motor pueden jugar un importante papel en este tipo de comportamiento, ya que, en las acciones bilaterales, se observa la inhibición de determinadas áreas del sistema nervioso central (ejemplo: inhibición de áreas del cortex motor en un hemisferio cuando el hemisferio opuesto es activado). Este comportamiento neuromuscular es más evidente entre sujetos poco entrenados que entre los que tienen una gran experiencia en el trabajo con sobrecargas. Esto podría explicarse como resultado de los procesos de adaptación que sufre el sistema nervioso como resultado del empleo intenso y continuado de elevadas cargas de entrenamiento (ejemplo: halterófilos, culturistas, etc,.). Por esta razón, podemos pensar que las características 55 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. peculiares del entrenamiento realizado son muy importantes a la hora de detectar el déficit bilateral. Así, cuando un deportista acostumbra a trabajar un grupo muscular (ejemplo: flexores del codo) con movimientos unilaterales, la experiencia en el entrenamiento de fuerza no supone un factor que elimine la aparición del déficit, mientras que, por el contrario, aquellas personas que acostumbren a entrenar con ejercicios bilaterales, es posible que el déficit no se manifieste. BIBLIOGRAFÍA. 56 Basmajian, J.V. Electro-fisiología de la acción muscular. Editorial Panamericana. Buenos Aires (1976). Buller, AJ; Eccles, JC; Eccles, RM. “Interactions between motoneurones and muscles in respect of the characteristic speeds of their responses”. Journal of Physiology. 150: 417-439. (1960). Caiozzo, VJ., Perrine, JJ., Edgerton, VR. “Training induced alterations of the in-vovo force-velocity relationships of human muscle”. Journal of Applied Physiology: Respiratory, envirommental and exercise physiology. 47:750-754. (1981). 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El sarcómero Por sarcómero entendemos cada uno de los segmentos en que se divide una miofibrilla muscular por las líneas de Kraus o líneas Z. En su estructura encontramos las proteínas contráctiles responsables de la fuerza muscular, así como otras de gran importancia para dar la suficiente rigidez a cada sarcómero y contribuir en otras manifestaciones de la fuerza (fuerza elástica). ♦ Actina. Miofilamentos delgados sobre los que se deslizan las cabezas de miosina durante la contracción muscular. Las proteínas asociadas a la actina son: • Actininaα. Unen entre sí a los filamentos de actina. • Tropomiosina. Se adosa cada 40 nm a lo largo de los filamentos de actina e interactúa con la troponina. • Troponina (T, I y C). Situada al final de una molécula de tropomiosina y al comienzo de la siguiente. Interacción de actina con Ca++ en la contracción muscular. ♦ Miosina. Miofilamentos gruesos que constituyen más del 40% de la proteína muscular total y es la máxima responsables de generar la fuerza cuando se unen a la actina, mediante puentes cruzados, por doblamiento de su cabeza en puntos (goznes) que poseen características elásticas. Se divide en dos partes: Meromiosina ligera (LMM) que representa el extremo opuesto a las cabezas; Meromiosina pesada (HMM) incluye las cabezas (S1) y la parte que se dobla (S2) en la zona distal de la miosina. • Miomesina. Forma cortos filamentos en el centro de la bandaM construyendo puentes transversales que unen los filamentos de miosina. ♦ Titina o Conectina. Une los filamentos de miosina a las líneas Z. ♦ Nebulina. Se dispone a lo largo de la banda-I de cada sarcómero paralela a los filamentos de actina. Limita la extensión de los filamentos actina. 59 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. ♦ Desmina (antiguamente denominada esqueletina). Una las bandas Z de los sarcómeros con otras de miofibrillas adyacentes. ♦ Distrofina. Proteína de función similar a la actina α que une las miofibrillas a la membrana plasmática. ♦ Calmodulina. Algunos autores señalan que la calmodulina forma parte de los goznes de las cabezas de meromiosina concediéndoles características elásticas. Durante la contracción muscular la longitud del sarcómero disminuye acercando las líneas-Z, mientras que cuando se relaja, o actúan sobre ellos fuerzas de tracción, la longitud aumenta. De esta longitud dependerá el número de puentes de acto-miosina que se formen y el potencial de fuerza generada. Especie Bíceps Filamento Fino Bíceps Filamento Grueso Bíceps Sarcómero Hombre 1.60 µm 1.27 µm 2.64 µm Tabla 4.1. Longitud del sarcómero y sus principales estructuras Burkholder y Lieber (2001) señalan que el sarcómero opera sobre una longitud muy estricta que varía por límites máximos y mínimos según que el músculo se estire o contraiga. Músculo Sarcómero acortado Sarcómero alargado Bíceps Femoral 1.20 +/-0.45 3.17 +/-1.20 Gastrocnemios 1.01 +/-0.38 4.41 +/-1.67 Sóleo 1.26 +/-0.48 3.36 +/-1.27 Recto Femoral 1.37 +/-0.52 2.54 +/-0.96 Semimembranoso 1.48 +/-0.56 4.41 +/-1.67 Semitendinoso 2.23 +/-0.84 3.67 +/-1.39 Tibial anterior 1.09 +/-0.41 3.32 +/-1.26 Vasto Intermedio 2.03 +/-0.77 2.48 +/-0.94 Vasto lateral 2.07 +/-0.78 3.53 +/-1.34 Vasto medialis 1.99 +/-0.75 3.40 +/-1.29 Tabla 4.2. Longitud del sarcómero acortado o alargado por grupo muscular (Cutts, 1988) La fibra muscular. Las fibras musculares son células especializadas de gran tamaño que se forman durante el desarrollo embrionario a partir de los mioblastos. Cada músculo es una estructura anatómica compleja que está formada por un elevado número de fibras musculares que a su vez están constituidas por un número variable de miofibrillas que son los elementos contráctiles de las células musculares y, por lo 60 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR tanto, de menor tamaño y grosor. Las miofibrillas del músculo estriado son estructuras cilíndricas y alargadas en forma de estriaciones que resultan de la repetición de un número indeterminado de sarcómeros. Cada uno de ellos está delimitado entre dos líneas Z. Su longitud es muy diferente según el músculo al que pertenezca, pudiendo variar entre pocos milímetros y 30 centímetros, y presentando un diámetro que oscila entre los 10 y más de 100 µm. Cada fibra muscular se encuentra rodeada por una membrana de tejido conjuntivo llamada endomisio. A su vez, cada grupo de fibras que se encuentra rodeado por una misma membrana exterior o perimisio, constituyen los fascículos musculares. Todos los músculos están formados por diferentes fascículos que se encuentran dentro de una capa externa de tejido conectivo, llamada epimisio. Cuadro 4.1. Esquema de la estructura básica del músculo esquelético Fuente: Hernández Corvo (1989) Tipos de fibras. El músculo esquelético de los mamíferos no es un tejido uniforme, sino que está compuesto por diferentes grupos de fibras que pueden ser reconocidas por sus diferencias histoquímicas, bioquímicas, morfológicas y fisiológicas. FORMAS DE CLASIFICAR LAS FIBRAS MUSCULARES COLOR DE FIBRA 1900 VELOCIDAD DE CONTRACCIÓN Y CAPACIDAD OXIDATIVA 1970 ISOFORMAS DE LAS CADENAS PESADAS DE MIOSINA 1990 MOMENCLATURA GENÓMICA Siglo - XXI Cuadro 4.2. Formas de clasificar las fibras musculares. 61 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Ranvier (1873) organizó las fibras musculares en función a su color: rojas (lentas) y blancas (rápidas). Más adelante Peter et al. (1972) hablaron de las fibras de contracción lenta (ST o tipo-I) y las fibras de contracción rápida (FT o tipo-II). Las primeras presentan una baja actividad ATPasa, mientras que las segundas presentan una actividad ATPasa muy elevada. Brooke y Kaiser (1970) señalaron que cada uno de estos tipos de fibras pueden ser organizados en subtipos (puros o híbridos) cuya denominación fue evolucionando en el tiempo según el autor de referencia: I, IC, IIA, IIB, IIC, IIAC y IIAB ó, también, I, IIA, IID(X), IIB. pH-10.4 pH-4.3 pH-4.6 I IC IIC IIAC IIA IIAB IIB Cuadro 4.3. Ilustración gráfica de los siete tipos de fibras que pueden ser determinados por la ATPasa miofibrilar después de preincubación a diferentes pH. Adaptado de Staron y Hikida (1992). Sólo recientemente se ha planteado en los humanos la existencia de la isoforma IIx (Schiaffino et al.-1989; Gorza et al -1988), la cual presenta algunas características similares al resto de fibras tipo-II, pero que son de velocidad de contracción mucho más rápida, pero a la vez muy fatigables. Suelen ser más abundantes en humanos sedentarios que en deportistas especializados en pruebas de velocidad, de la misma forma que en esta segunda población, aumenta su presencia cuando se disminuye el volumen de entrenamiento. Podemos decir, por lo tanto, que existe una relación inversa entre volumen de entrenamiento y presencia de fibras tipo IIx. Lo normal es que cada músculo presente todos los tipos de fibras, aunque en proporciones diferentes entre para cada individuo, grupo muscular o sección de un mismo grupo muscular. La proporción de fibras varía considerablemente entre individuos. Es lógico pensar que aquellos deportistas que tengan unas dotes excepcionales para la velocidad presenten un mayor porcentaje de fibras tipo-II (FT) que aquellos otros que estén mejor dotados para pruebas de larga duración (ejemplo: maratón), en los cuales predominarán las fibras tipo-I ó ST. Así mismo, también se observan diferencias por grupo muscular. Aquellos grupos especializados en acciones tónicas (ejemplo: los músculos antigravitatorios), dispondrán de mayor cantidad de fibras ST que aquellos otros que son fásicos, donde el mayor porcentaje será de fibras FT. De cualquier forma, tenemos que tener presente que el entrenamiento puede alterar parcialmente esta distribución, modificando la disposición de fibras en una estructura muscular. 62 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Este mismo ejemplo de la funcionalidad y su respuesta adaptativa resultante también puede ser aplicado a la composición de fibras que presente un determinado grupo muscular para un mismo individuo. Así, en el caso del músculo recto abdominal, es común ver que los vientres musculares más altos presentan un mayor porcentaje de fibras ST, ya que cumplen una función más estabilizadora que dinámica, mientras que los vientres más distales suelen mostrar una mayor proporción de fibras FT (tipo-II) que las proximales. La maduración, la edad, el sexo, factores hormonales y las variaciones en el nivel de entrenamiento son otros factores que también afectan a la distribución de fibras. Larson et al-1978) comprobaron que, en hombres, el porcentaje de fibras tipo-I aumenta con la edad en una muestra de sujetos con edades entre los 22-65 años. No obstante para comprobar esto sería necesario tener en cuenta otras variables entre las que en nuestra opinión destaca el nivel de actividad física que realizan los sujetos. Glenmark (1984) comprobó que a partir de los 16 años el porcentaje de fibras tipo-I de los sujetos de su muestra (425 sujetos) aumentó en el caso de las mujeres, disminuyendo entre los hombres (16 a 27 años). Músculo %ST %FTa %FTb Músculo %ST %FTa %FTb Glúteo Mayor 50 20 30 Gúteo mediano/menor 50 20 30 Psoas 50 20 30 Ilíaco 50 0 50 Bíceps Femoral 65 10 25 Semimembranoso 50 15 35 Semitendinoso 50 15 35 Gracilis 55 15 30 Tensor Fascia Lata 70 10 20 Poplíteo 50 15 35 Crural 50 15 35 Vasto Interno 50 15 35 Vasto Externo 45 20 35 Recto Femoral 45 15 40 Sóleo 75 15 10 Tibial Anterior 70 10 20 Trapecio 54 0 46 Supraespinoso 60 0 40 Dorsal 50 0 50 Romboides 45 0 55 Deltoides 60 0 40 Pectoral 42 0 58 Bíceps Femoral 50 0 50 Braquioradial 40 0 60 Tríceps 33 0 67 Recto Abdomen 46 0 54 Cuadro 4.4. Porcentaje de fibras ST, Fta y FTb de diferentes grupos musculares (Bosco- 2000) En otro orden de cosas, Janson (1980), Ryushi et al (1988), Simoneau et al (1985) y Simoneau y Bouchard (1989) comprobaron que en mujeres sedentarias o de moderado nivel de actividad se observa un porcentaje mayor de fibras tipo-I que en hombres de las mismas características, aunque este tipo de conclusión no se logra en otros estudios de características similares (Essén-Gustavsson y Borges-1986). La exposición a corticoesteroides y el aumento de testosterona parecen estar ligadas al aumento del porcentaje de fibras tipo-II. Otras clasificaciones de las fibras musculares. Otra de las formas utilizadas en el campo de la investigación deportiva para clasificar las fibras musculares es aquella que se realiza teniendo en cuenta los diferentes encadenamientos que presente la miosina. Se apoya en la sensibilidad de la adenosina trifosfatasa miofibrilar (mATPasa) a diferentes pH. La clasificación resultante correlaciona con el contenido de cadenas de miosina pesada (MHC), así como con capacidades contráctiles específicas para cada una de ellas (Reiser et al. 1985; Staron y Pette, 1986). Parte del principio, de que las diferencias de 63 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. actina entre las fibras lentas y rápidas, son mínimas aunque las diferencias en la miosina son mucho más evidentes. Las fibras tipo-I contienen únicamente miosina lenta, mientras que las fibras tipo-II contiene sólo miosína rápida. La miosina muscular es una proteína directamente responsable de la contracción, siendo muy abundante en el aparato contráctil de la musculatura estriada (45 a 70%). Pertenece a la familia de la subfamilia de la miosina II. Cada molécula está formada por dos cadenas pesadas (MHC o myosin heavy chain) unidas a un par de cadenas ligeras cada una de ellas (MLC o myosin light chain). Cada cadena de MHC se puede subdividir en dos unidades conocidas como LMM (light meromyosin) y HMM (heavy meromyosin). La meromiosina ligera (LMM) comprende algo más de la mitad de la porción recta de la cadena (80 nm de largo) correspondiente al extremo opuesto de las cabezas. Por su parte, la pesada (HMM) incluye las cabezas globulares (10 nm de longitud) y parte de la porción recta (60 nm). La segunda de estas unidades mencionadas (HMM) puede ser organizada y dividida en dos fragmentos conocidos como S1 y S2. El fragmento S1 corresponde a la cabeza de la molécula donde contiene la enzima ATPasa, siendo la porción que se une con el punto de enlace de la actina y es considerado como el verdadero motor molecular dentro de cada sarcómero (teoría de los puentes cruzados) (Cuadro 4.5.). HMM LMM MLC S1 S2 MHC MLC Cuadro 4.5. Esquema de las cadenas pesadas de miosina (HMC) Las cadenas pesadas de miosina (heavy meromyosin) son de tres tipos: cadena pesada rápida A (HCA); la cadena pesada rápida B (HCB) y la cadena pesada lenta (HCS). Las cadenas ligeras de miosina (light meromyosin) son cinco: cadena ligera rápida 1 (LCF1); cadena ligera rápida 2 (LCF2); cadena ligera rápida 3 (LCF3); cadena ligera lenta 1 (LCS1) y cadena ligera lenta 2 (LCS2). La meromiosina de cadena ligera forma filamentos pero no tiene actividad ATPasa y, por lo tanto, carece de posibilidad de combinarse con la actina. Por el contrario, la miosina pesada no forma cadenas pero cataliza la hidrólisis del ATP y se puede unir a los filamentos finos de actina (Cuadro 4.6). Las fibras tipo I, IIA y IIB contienen un solo tipo de MHC (MHCI, MHCIIa y MHCIIb respectivamente), mientras que las tipo IIAB, las IIC y las IC contienen, cada una de ellas, dos MHC (IIAB: MHCIIa y MHCIIb; C y IIC: MHCI y MHCIIa). Las fibras musculares IIa y IIb poseen en su estructura las mismas cadenas ligeras rápidas (LCF1, LCF2. LCF3), por lo que sus diferencias se basan fundamentalmente en las dos cadenas pesadas (HCA y HCB). 64 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Cadenas Miosina Meromiosina Cadenas dede CadenasPesadas Pesadas Cadenas CadenaPesada Pesada Cadena RápidaAA Rápida (HCA) (HCA) CadenaPesada Pesada Cadena RápidaBB Rápida (HCB) (HCB) CadenaPesada Pesada Cadena Lenta Lenta (HCA) (HCS) CadenasLigeras Ligeras Cadenas CadenaLigera Ligera Cadena Rápida11 Rápida (LCF1) (LCF1) CadenaLigera Ligera Cadena Rápida22 Rápida (LCF2) (LCF2) Cadenaligera ligera Cadena Rápida33 Rápida (LCF3) (LCF3) CadenaLigera Ligera Cadena Lenta11 Lenta (LCS1) (LCS1) CadenaLigera Ligera Cadena Lenta22 Lenta (LCS2) (LCS2) Cuadro 4.6. Cadenas de Meromiosina pesadas y ligeras Spangenburg y Booth (2003) entienden que en el futuro, la expresión de los diferentes tipos de fibra muscular que existen, deben de tener en cuenta el tipo de estímulo que pudiera regular los factores (ejemplo: calcineurina) que influyen en la regulación de los diferentes genes vinculados con de este tipo de estructura muscular y sus múltiples componentes. Transformación de la fibra muscular. Las fibras musculares son entidades versátiles capaces de transformaciones fenotípicas para ajustar sus propiedades contráctiles y metabólicas a sus necesidades funcionales. No obstante, dichas transformaciones, y su intensidad, dependen de las características, duración y magnitud de los estímulos modificadores a los que se ve sometido. Es universalmente aceptado que el músculo esquelético es sometido a diferentes procesos de adaptación que responden a estímulos relacionados con los tipos de carga (entrenamiento) utilizados por los deportistas, las posibles modificaciones en el perfil hormonal (especialmente hormonas tiroideas), o a cambios en la inervación. La respuesta más evidente al entrenamiento de la fuerza es el aumento del volumen muscular (hipertrofia), bien a través de incrementos de su sección transversal (ejemplo: culturistas), o bien por una aumento en el volumen total de la musculatura (longitud y sección transversal). Fruto de esta respuesta adaptativa e, indudablemente, por la predisposición natural hacia una disciplina deportiva, los practicantes de una modalidad presentan un perfil muscular diferente (distribución de fibras y/o hipertrofia) al de los practicantes de otros deportes. Este concepto se cumple tanto para el tipo de fibra dominante como para el tipo de miosina predominante en esa musculatura (tabla 4.3.). 65 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Grupo MHC-IIb MHC-IIa MHC-I Culturistas 12.92 +/-7.08 55.76 +/-5.38 31.52 +/-2.67 Remeros 30.08 +/-6.58 45.72 +/-7.81 24.20 +/-4.89 Fondistas Ocasionales 31.20 +/-2.74 42.84 +/-2.98 25.38 +/-1.67 Control 38.22 +/-2.95 34.72 +/-1.57 27.06 +/-1.81 Tabla 4.3. Porcentaje de isoformas de las cadenas pesadas de miosina del tríceps braquial de diferentes personas. Jürimäe et al. (1997). En humanos, el entrenamiento de fuerza produce un incremento significativo de la meromiosina pesada tipo IIb y IIa, frente a la hiper-regulación de la MHC tipo IIx (Adams et al-1993, Andersen et al. 19994, Carrroll et al.-1998, Klitgaard et al.-1990). No obstante, se ha comprobado que cuando un sujeto desentrena (para) durante varias semanas el proceso se invierte y aparecen nuevamente la expresión de la MHC tipo IIx. Los deportistas experimentados en pruebas de larga duración presentan una mayor expresión de MHC tipo I (80-90%) y una menor cantidad de la MHC tipo IIa (Demeriel et al.-19999, Andersen et al.-2000). Por su parte, O'Neil et al. (1999) demostraron tras el entrenamiento de resistencia se produce una disminución significativa de la producción de MHC IIx. Importancia de la genética en la composición muscular y el tipo de fibras predominantes. Todas las células del organismo disponen, en el ADN del núcleo o en las mitocondria, toda la información genética del individuo. La activación de las mismas responde a un complejo mecanismo de señales intracelulares específicas que garantizan su expresión. Los actuales avances en biología molecular parecen confirmar que en un futuro no muy lejano se podrán controlar o manipular estas señales, y/o su intensidad, con diversos fines de los que no debemos abstraer los deportivos. En investigación con animales se ha podido demostrar un incremento del volumen muscular mediante la manipulación del gen (inhibición) que codifica la proteína de la miostatina. En humanos también se ha comprobado que existen niveles elevados de esta proteína (miostatina) en personas afectadas de VIH que presentaban importante pérdidas de masa muscular. También se han podido determinar relaciones entre la misma proteína y desordenes degenerativos de estructuras musculares. Todo ello nos debe hacer pensar en la enorme importancia que, en un futuro, tendrá la genética en los avances (predicción u optimización) relacionados con el entrenamiento de la fuerza y los procesos adaptativos en los que se sustenta. 66 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR 4.2. Evolución del porcentaje de fibras musculares. Desde el punto de vista del rendimiento, poder saber las posibilidades que tiene un individuo de modificar las características de su estructura muscular, nos permite comprender la validez y acierto de nuestros esfuerzos durante el entrenamiento, así como el potencial de nuestro deportista. Efecto de la edad. Cada individuo nace con un porcentaje determinado para cada uno de los tipos de fibra antes descritos. A la luz de los conocimientos de que disponemos en la actualidad, existen pocas posibilidades de que el porcentaje de fibras de un individuo cambie con la edad y en el caso de que ocurra alguna modificación, ésta será poco importante cuando responda a una respuesta de adaptación a las cargas de entrenamiento. La distribución de fibras es diferente para un mismo sujeto en relación con el músculo que analicemos y la función que el mismo tenga asignada. De forma genérica podemos decir que, en la población normal, la distribución de fibras es aproximadamente la siguiente: 52-55% de ST, 30-35% de FTa y 12-15% de FTb, pero estos porcentajes pueden variar de forma muy significativa cuando se analizan practicantes de algunas modalidades deportivas (ejemplo: fondistas o velocistas). Durante la primera etapa del crecimiento intrauterino todas las fibras son indiferenciadas, apareciendo las primeras fibras ST a las 20-22 semanas de vida intrauterina, y las primeras FT a las 32 semanas, llegando al final del primer año de vida a la diferenciación completa (Gollnick y Matova - 1984). Estudios realizados en autopsias de individuos de diferentes edades indican que el músculo de niños de 2-5 años de edad contiene un porcentaje significativamente superior de fibras tipo-I que los niños recién nacidos o los adultos. Recién nacidos y niños en sus primeros años de vida tienden a tener entre un 40-45% de fibras tipo-I, mientras niños de mayor edad (2 a 6 años) tienden a tener un 55-65% de estas fibras. Con el paso de los años la proporción de fibras tipo-I tienden a decrecer gradualmente hasta alcanzar el 40-50% alrededor de los 20 años de edad. La proporción de fibras tipo-I parece similar entre el recién nacido y el sujeto adulto, aunque los primeros suelen tener un 10-17% de fibras clasificadas como de tipo IIC, mientras que en los adultos sólo lo son un 5%. Es necesario resaltar que, en condiciones normales, estos cambios que tienen lugar en la composición de las fibras se producen sin ser acompañados por modificaciones en el número total de las fibras (Lexell -1993). La maduración, la edad y el sexo han sido otros de los factores analizados con relación a la constitución de fibras. Algunos estudios indican que el porcentaje de fibras Tipo I (ST) aumenta con la edad entre los 22-65 años, aunque otros trabajos similares indican que la distribución se mantiene constante a lo largo de la vida. Glenmark (1994), apunta que la distribución de fibras Tipo I se incrementa con la edad en las mujeres mientras decrece en los hombres, aunque hoy en día no es posible confirmar que los datos de estas investigaciones no se ajusten a 67 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. comportamientos individuales de los sujetos analizados, razón por la que debemos extremar la prudencia en nuestras afirmaciones. Cuadro 4.7. Evolución del porcentaje de fibras de contracción rápida a lo largo de la vida Tipo de entrenamiento. Todos estos datos, y otros aportados por la investigación sobre poblaciones específicas, nos demuestran que la composición muscular se encuentra íntimamente relacionada con el nivel de actividad física realizada por el sujeto. Deporte Maratón Natación Corredores Fondo Patinaje Velocidad Orientación Cross Esquí Nórdico Esquí Alpino Hockey Hielo Marcha Atlética Piragüistas Deporte Corredoras 800 Esquiadoras de Fondo Ciclistas Lanzadoras de Peso Lanzadoras de Disco Hombres Fibras Deporte Tipo-II (%) 17.0 Ciclistas 26.0 Culturistas 31.0 Lanzadores Jabalina 31.5 Corredores 800 32.0 Esquí Descenso 36.0 No Entrenados 36.0 Halterófilos 36.0 Lanzadores Peso 39.0 Lanzadores de Disco 41.0 Velocistas 41.0 Saltadores Mujeres Fibras Deporte Tipo-II (%) 39.0 No Entrenadas 40.5 Saltadoras Altura 49.0 Saltadoras Longitud 49.0 Lanzadoras Jabalina 49.0 Velocistas Fibras Tipo-II (%) 41.0 44.0 50.0 52.0 52.0 54.0 60.0 62.0 62.0 63.0 63.0 Fibras Tipo-II (%) 49.0 51.5 57.5 72.5 72.5 Tabla 4.4. Tipos de fibras musculares en función del género y actividad deportiva. Fuente: Stone y O'Breint (1987). 68 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Cuando se estudio la composición muscular de los mejores especialistas de cada modalidad deportiva nos damos cuenta que existe un perfil característico para cada uno de ellos. Hoy sabemos que los mejores representantes de las pruebas de velocidad o de potencia tienen un elevado número de fibras FT o tipoII en su musculatura, mientras que los fondistas presentan un mayor porcentaje de fibras ST o tipo-I. Transformaciones fenotípicas. Lo hablado anteriormente nos permite pensar que, con el entrenamiento adecuado, es posible cierta transformación de la composición muscular (del % de cada tipo de fibra), al menos en lo que respecta a la funcionalidad de las mismas. En poblaciones de deportistas, estos porcentajes varían en función de la modalidad que practiquen, aumentando el porcentaje de ST en las pruebas de resistencia y siendo más elevado el porcentaje de las FT entre los practicantes de las modalidades de velocidad. Se considera que las transformaciones de las características de las fibras FT en ST parecen más probables que las transformaciones en sentido contrario. Berchtold et al. (2000) señalan que la transformación de fibras en el músculo de los mamíferos ocurre, probablemente, de acuerdo al siguiente esquema: I > < > > > > Tipos Tipos Tipos Tipos IIA < IIX < IIB Intermedios Intermedios Intermedios < Intermedios < El comportamiento hormonal, especialmente el de las hormonas producidas por la adenohipófisis, es también un importante factor para determinar el tipo de fibras que predomina en un grupo muscular. En ratas en las que se seccionaba parte de la hipófisis se pudo comprobar una disminución del número de fibras tipo II y un incremento en el número de fibras tipo I (Roy et al.-1996). Con el tratamiento con hormonas tiroideas, especialmente con la T3 (triyodotironina) (Kirschbaum-1990; Diffee et al.-1991; Swoap et al.-1994), se incrementa la miosina de las fibras tipo-IIa paralelamente al aumento de su número. De acuerdo con estos datos podemos pensar que el hipotiroidismo está asociado con una disminución en la regulación de la MHC de las fibras tipo-I (Madahvi et al.-1986; Kirschbaum et al.-1990; Diffee etal.-1991), y el hipertiroidismo está asociado con un incremento de la MHC de las fibras tipo-II (Mahdavi et al.-1986; Kirschbaum et al.-1990). También existen indicios de que con el incremento en los niveles de testosterona circulante se incrementa el número de fibras tipo-II. Es un hecho que los velocistas se caracterizan por unas tasas muy elevadas de testosterona circulante. Sin embargo, no existen datos concluyentes respecto a la hormona de crecimiento, quizás debido a su acción canalizada por la IGF-I, aunque todo parece indicar que afecte de forma indiferenciada a los dos tipos de fibras (Daugaard et al.-1996). 69 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. 4.3. Diferencias entre los distintos tipos de fibras. Para comprender la funcionalidad muscular, hay que entender la constitución de un músculo y saber como funciona cada uno de sus componentes. Por razones metodológicas, las diferencias entre los tipos de fibra muscular las agruparemos en tres apartados: diferencias estructurales, diferencias metabólicas y diferencias en la inervación. Diferencias estructurales. El tamaño de las fibras vendrá determinado por el nivel y tipo de actividad que realicen. Normalmente, salvo situaciones de hipertrofia selectiva de las fibras ST, estas son de menor diámetro que las de tipo FT para el mismo nivel de entrenamiento, aunque en los sujetos sedentarios, al ser las ST las más utilizadas su tamaño puede ser superior a las FT. Las fibras lentas, oxidativas o ST, presentan una mayor densidad mitocondrial y un retículo sarcoplasmático más estrecho y menos desarrollado que las FT. Estas últimas muestran una elevada cantidad y actividad de la enzima ATPasa miosínica que conduce a una rápida e intensa contracción que se traduce en una fuerza elevada y de rápido desarrollo (tabla 4.5): Edad (años) Sexo Tipo-I (µm2) Tipo-IIa (µm2 ) Tipo-IIb (µm2 ) 16 años F 4310 4310 3920 16 años M 4880 5500 4900 20-30 años F 3948 3637 2235 20-30 años M 5310 6110 5600 18-30 años F 4114 3585 2773 18-30 años M 4518 4718 3901 Referencias HedbergJanson 1976 Saltin et al. 1977 Simoneau et al. 1985 Tabla 4.5. Referencias sobre el tamaño de las diferentes fibras musculares. Fuente: Malina y Bouchard (1991) Cuando se quiera hacer una comparación sobre el número y superficie ocupada por cada tipo de fibra, es necesario tener en cuenta el tipo de adaptaciones a la que han sido sometidas. Deporte Velocista Mediofondistas Marchadores Maratonianos Saltadores Altura Saltadores Longitud Lanzamiento Peso ST (µm2 ) 6403 (+-1359) 7505 (+-1397) 6626 (+-1513) 7309 (+-2455) 6734 (+-1662) FT (µm2 ) 6919 (+-2165) 7356 (+-1042) 5911 (+-1325) 6774 (+-3612) 7273 (+-1607) FT/ST 1.08 0.98 0.89 0.92 1.08 7675 (+-1755) 8889 (+-2102) 1.15 8479 (+-2097) 10765 (+-3438) 1.27 Tabla 4.6. Referencias sobre las diferentes fibras musculares en función de especialidades deportivas. Fuente: Fekete et al. (1987). 70 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR La actina y miosina son las proteínas encargadas en cada sarcómero de formar los puentes cruzados que generarán la necesaria tensión durante una contracción muscular, pero no debemos olvidar que esta estructura anatómica responsable de la configuración de las miofibrillas, posee una compleja organización en la que intervienen otras estructuras con función específica durante la misma. Diferencias metabólicas. En este apartado nos referimos al tipo de metabolismo en el que se ha especializado cada fibra para conseguir, a través de complejos procesos químicos, la energía necesaria para producir el movimiento. Las fibras ST, gracias a su mayor contenido en mioglobina, número y tamaño de mitocondrias, y capacidad y actividad de enzimas del ciclo de Krebs y de la cadena respiratoria, presentan una elevada capacidad oxidativa, convirtiéndola en una estructura de gran resistencia a la fatiga. Por su parte, las FT, gracias a su mayor cantidad y actividad de las enzimas relacionadas con el metabolismo anaeróbico, presentan una alta capacidad glucolítica. Las Fta presentan una adaptación metabólica mixta, es decir, alta capacidad glucolítica y alta capacidad oxidativa, lo que las hace ser rápidas y resistentes, mientas que las FTb básicamente son fibras de elevada capacidad glucolítica, lo que se traduce en una rápida e intensa contracción. Enzimas Mg2+ (estimuladora ATPasa) Creatinfosfokinasa (CPK) Miokinasa (Mk) LDH 1,2 y 3 (Lactato a piruvato) LDH 4 y 5 (Piruvato a lactato) Fibras Tipo-II 0.84 16.6 12.1 Fibras Tipo-I 0.30 13.1 6.6 Relación II/I 2.8:1 1.3:1 1.8:1 3.66 1.45 2.5:1 5.66 2.80 2.0:1 Tabla 4.7. Características enzimáticas según el tipo de fibra (moles/10 gr). Fuente: Thorstensson et al. (1977). PROPIEDAD TIPO - I TIPO - II Actividad de la ATPasa miofibrilar BAJA ALTA Actividad enzimas mitocondriales ALTA BAJA Actividad enzimas glucogenolítica BAJA ALTA Habilidad en Reabsorber Ca++ BAJA ALTA Contenido de glucógeno Sin diferencia Sin diferencia Contenido de Triglicéridos Alta Baja Contenido de mioglobina ALTA BAJA Densidad capilar ALTA BAJA Velocidad contracción BAJA ALTA Velocidad de Relajación BAJA ALTA Resistencia a la fatiga ALTA BAJA Respuesta a la Hipertrofia BAJA ALTA Tabla 4.8. Características de los diferentes tipos de fibras. 71 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Diferencias en la inervación. De entrada no podemos olvidar que las fibras FT y ST son adaptativas desde el punto de vista funcional. Esta adaptación está dictada por la fuente de su inervación y, más específicamente, por el patrón de impulsos nerviosos por los cuáles son estimuladas. Por lo tanto, son las características de las α-motoneuronas que inervan la fibra muscular son las que determinarán su funcionalidad. Así, una inervación tónica está asociada con un número relativamente alto de fibras lentas, mientras que una inervación fásica está asociada a un número relativamente alto de fibras rápidas. Las fibras musculares siempre son del mismo tipo morfológico, y parece que también fisiológico, dentro de cualquier Unidad Motriz (U.M.). Invirtiendo la inervación de una fibra muscular, se invierte también las características de las fibras, de forma que las fibras tipo I (ST) se transforman en tipo II (FT) y viceversa (Buller et al-1960). El número de fibras que son inervadas por una α-motoneurona varía ampliamente, aunque existen algunas reglas de comportamiento que se manifiestan entre los mamíferos, de forma que los músculos que controlan movimientos finos y delicados contienen pocas fibras por cada motoneurona, mientras que aquella musculatura responsabilizada en realizar movimientos groseros y amplios, el número de fibras por cada neurona es muy elevada. (Tabla 4.9.). Fibras FG Fibras FOG Fibras SO Potencial de Acción Grande -- Pequeño Pequeña Unión Neuromuscular Grande Grande Vesículas en el axón terminal Alto -- Bajo Longitud del axón terminal Largo -- Corto Potencial excitación postsináptica Baja Alta Muy Alta Tabla 4.9. Características de los distintos tipos de fibras glucolíticas, oxidativas o mixtas. Diferencia intramuscular de los tipos de fibra. Es un hecho evidente que cada músculo dispone de diferentes tipos de fibras. Según algunos autores (Antonio-2000) sugieren que la diferencia de fibras permite responder a distintas demandas funcionales, las cuales, en ocasiones, son solucionadas de acuerdo a la región del músculo que participa. Lexell et al. (1983) demuestran que las fibras de tipo-I son predominantes en la parte profunda del vasto lateral, mientras que las fibras tipo-II lo son en las regiones más superficiales. También Sola (1992) encuentran la misma distribución en el dorsal mayor. En un trabajo anterior, Sola et al. (1990) encontraron más cantidad de fibras tipo-II en las regiones anterolateral y media del dorsal, respecto al segmento superior. Elder et al. (1982), por su parte, comprobaron que la porción corta del bíceps braquial contiene un mayor número de fibras rápidas que la porción larga, de la misma forma que la mayor proporción de estas fibras suele aparecer en la porción proximal respecto a la distal. Algo similar ocurre con el semitendinoso (Garret et al.-1988). 72 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR BIBLIOGRAFÍA Adams, GR., Hather, BM., Baldwin, KM., Dudley, GA. Skeletal muscle myosin heavy chain composition and resistance training. Jounal Applied Physiology. 74:911-915 (Abstract). (1993). Andersen, JL., Klitgaard, H., Saltin, B. Myosin heavy chain isofrms in single fibres from m. Vastus lateralis of sprinters: influence of training. Acta Physiol.Scand. 151:135-142. (1994). Andersen, JL., Schjerling, P., Saltin, B. Muscle, genes and athletic performance. Sci. Am. 283:48-55. (2000). Antonio, J. Nonuniform response of skeletal muscle to heavy resistance training: can bodybuilders induce regional muscle hypertrophy?. J. Strength Cond. Research. 14(1): 102-103. (2000). Baar, K., Essen, K. Phosphorylation of p70S6k correlates with increased skeletal muscle mass following resistance exercise. AJP Cell Physiol. 276(1): 120-127. (1999). 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La importancia de las proteínas para los músculos es evidente. Desde el punto de vista fisiológico, la hipertrofia determina un predominio de la síntesis de proteínas (anabolismo) sobre su destrucción (catabolismo), es decir, una situación favorable a los procesos de construcción muscular. La síntesis de proteínas en los organismos vivientes supone la formación de las mismas a partir de un proceso complejo que incluye la activación de aminoácidos, la fijación de los mismos en la cadena específica de cada proteína y la formación tridimensional de su molécula. Se sugiere que para aumentar la masa muscular en un kilo se deben incrementar la cantidad de proteínas musculares en algo más de 200 gramos. Goldspink (1992) señala que si tenemos en cuenta que la vida media de las proteínas contráctiles es pequeña (7-15 días), el mejor camino para regular el tamaño muscular es controlar de manera continuada los procesos de síntesis y destrucción de dichas proteínas y, por lo tanto, regulando aspectos como los estímulos de entrenamiento y los aportes necesarios de proteínas, ya que el músculo contiene la mayor parte del total de proteínas corporales. Los dos principales componentes del músculo son el agua y las proteínas en una proporción aproximada de 4:1. El 50%-60% de las proteínas musculares están formando parte de los componentes contráctiles musculares que generan la fuerza durante la contracción muscular (Balagopal et al.-1996), mientras que el resto son las proteínas estructurales y funcionales que existen dentro de él. Hormona H H Membrana Celular Citoplasma Proteína Transportadora Núcleo Receptor H AA H Metabolitos celulares BPM ARNt H Ribosomas ARNm Factor Liberación ARNr Proteína Inducida ADN Traducción Transcripción Cuadro 5.1. Proceso de la síntesis de proteínas. 77 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Básicamente, el proceso de síntesis de proteínas consiste en una transferencia de información, inicialmente codificada en el gen (ADN) en forma de polinucleótido, para formar una proteína fina (poliaminoácido). Cuando en una célula se necesita sintetizar cualquier proteína se activa, bajo el efecto de su inductor específico (hormona o productos intermedios del metabolismo intracelular), un gen concreto de la molécula de ADN. Despopoulos y Silbernagel (1994) describen de la siguiente manera el proceso: La primera etapa del proceso de síntesis de proteínas implica la formación de ARN en el núcleo (transcripción) de acuerdo con el código o patrón contenido en el gen (ADN). Cada aminoácido de la proteína está codificado en tres bases que constituyen el gen (Organizadas a partir de 2 bases púricas: Adenina y Guanina; y 2 bases pirimidínicas: Citosina y Timina). Durante la transcripción, en el ARNm se forma un triplete de bases complementarias o codón. La formación del ARN está controlada por una polimerasa, cuya acción sobre el ADN está inhibida en condiciones normales por una proteína represora, siendo activada cuando se elimina el represor (desrepresión). ADN NÚCLEO 1ª Regulación de la Transcripción Pre mARN (transcrito primario) 2ª Regulación del corte y empalme mARN 3ª Regulación del transporte PORO NÚCLEAR CITOPLASMA RIBOSOMAS 4ª Degradación del mRNA TRADUCCIÓN 5ª Regulación de traducción PRODUCTO PROTEICO 6ª Actividad de la Proteína Cuadro 5.2. Pasos para la síntesis de proteínas. 78 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Este precursor del ARNm experimenta una fragmentación y reagrupamiento de segmentos seleccionados y una modificación de sus extremos terminales durante la segunda etapa del proceso intranuclear, conocidas como modificación postranscripcional. A continuación, el ARNm se une a los poliribosomas (los ribosomas se unen al extremo 5' terminal del ARNm cuando ambos se ponen en contacto) en el citoplasma y ensambla los aminoácidos (polimerización) suministrados por el ARNt, a una velocidad de 4-6 aminoácidos por segundo, etapa del proceso que se conoce como traducción. (Cuadro 5.2) Cuadro 5.3. La síntesis de las proteínas en los ribosomas (según Goodwin, 1998). El último paso, la modificación postraduccional, comporta una ruptura de enlaces dentro de la nueva proteína, una modificación de determinados aminoácidos dentro de la cadena para adoptar su configuración característica y ser liberada hacia su lugar de acción. En el caso de los ribosomas libres, las proteínas se depositan directamente en el citoplasma de forma no plegada (abierta). Esto hace que sean susceptibles de plegarse de forma errónea o de agregarse a proteínas no adecuadas, razón por la que la célula dispone del sistema de las chaperonas, proteínas complejas que recogen las cadenas proteícas nacientes hasta que se pliegan (cuadro 5.3). 79 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. 5.2. El control y la actividad de los genes. Uno de los fenómenos más interesantes, a la vez que desconocido, es la forma en el que cada célula es capaz de expresar funciones diferentes y únicas pese a poseer en el ADN de cada una de ellas toda la información genética que posee el individuo. Es decir, que entre la infinidad de células que posee un ser humano (epiteliales, nerviosas, musculares, etc,.) todas ellas saben con precisión cuál es la función genética que deben activar dentro del complejo orden funcional del organismo. La embriogénesis es el momento en el que las células adquieren la capacidad de expresar zonas concretas de su ADN con exclusión de las demás que corresponden a funciones no asignadas a dichas estructuras celulares. Todo ello responde a complejos mecanismos no perfectamente conocidos, aunque se sabe que el proceso de diferenciación está vinculado a la interacción entre el ADN y diferentes proteínas que actúan sobre él en momentos precisos activando o desactivando determinados genes. La ubicación de estas proteínas (proceso enzimático) hace que sólo algunas secuencias de bases se puedan activar en cada célula, permaneciendo el resto de las secuencias en silencio. En este proceso enzimático se unen al ADN pequeños grupos químicos, grupos metilos (CH3), que se fijan a la mayor parte de las unidades de citosina cuando estas se encuentran al lado de unidades de guanina (Szyf-2001). Las zonas no metiladas, potencialmente activas, funcionarán sólo en momentos determinados en los que actúen sobre ellas el complejo hormonareceptor en presencia de los metabolitos específicos que se quieran crear. Estos metabolitos corresponden a las proteínas concretas derivadas de la secuencia de bases activada (gen), ya que cada gen es responsable de la síntesis de uno o más elementos celulares. Es un hecho constatado que el trabajo de fuerza correlaciona directamente con aumento de la síntesis de proteínas y, a su vez, dicho mecanismo responde a la presencia de determinadas proteínas (eIF-2; 4E-BP; p70S6k) que regulan y limitan la formación de proteínas musculares. La eIF-2 es la proteína responsable de la regulación de la síntesis proteica general mientras que la 4E-BP y la p70S6k son responsables del control de la síntesis de proteínas de la musculatura esquelética. Baar y Essen (1999) comprobaron como la p70S6k está vinculada al entrenamiento de la fuerza y, como consecuencia, al incremento de la síntesis de proteínas musculares. Tras seis semanas de entrenamiento de fuerza se verificó que la fosforilación de p70S6k se encontraba al máximo nivel entre 3-6 horas después del entrenamiento de fuerza, manteniéndose elevada hasta 36 horas después de finalizada la misma. De esto podemos pensar que la activación de la estructura genética encargada de formar esta proteína será determinante a la hora de buscar ganancias musculares significativas. Aquellas personas que tengan una baja actividad en la formación de la misma verán comprometidas las ganancias de masa mediante el entrenamiento de la fuerza. 80 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Millones de células diferenciadas Cromosoma Enelelnúcleo núcleode delas lascélulas célulashay hay En 23pares paresde decromosomas cromosomas 23 50.000-100.000 genes Enlaces de las Bases A:Adenina Adenina A: G:Guanina Guanina G: C: Citosina C: Citosina T: Tiamina T: Tiamina ADN cromosomadesplegado desplegadomuestra muestraelel ElElcromosoma ADNen enforma formade dedos doshilos hilos ADN entrelazadoscompuesto compuestode decuatro cuatro entrelazados tiposde deBases basesNucleótidas nucleótidas tipos 3000 genes - 1500 millones pares bases Cuadro 5.4. El control y la actividad de los genes. 5.3. Efectos de la síntesis de proteínas en la construcción muscular. Podemos asumir que el ejercicio físico altera de forma intensa el normal funcionamiento del sistema que regula la síntesis de proteínas. Básicamente, esta respuesta consiste en que genera una serie de respuestas neuroendocrinas, complejas y específicas, a la vez que produce los metabolitos necesarios para activar este mecanismo. Las proteínas constituyen una gran variedad de compuestos orgánicos nitrogenados de alto peso molecular que, además de constituir la base estructural del organismo, aseguran multitud de funciones en su funcionamiento (catalíticas, estructural, transporte, defensa, transmisión, etc,.). El suministro proteico y el entorno hormonal adecuado sirve tanto para la creación de proteínas para el músculo, como de otras como son enzimas, coenzimas, hormonas, nucleótidos, etc,. Pero tenemos que tener en cuenta que la síntesis de proteínas que tiene por objeto reponer la estructura muscular dañada durante el ejercicio, o aumentar aquella de la que ya dispone, sigue un patrón diferente al resto de proteínas que necesita sintetizar el organismo. Durante la fase de recuperación que sigue a la realización de un ejercicio intenso, el proceso de síntesis proteica siempre tiene como objetivo fundamental, reponer las proteínas destruidas durante la realización de actividad. Sólo una pequeña proporción de las proteínas sintetizadas por el organismo en esta fase se utiliza para conseguir un crecimiento neto muscular (2/3 a ¾ partes del total). 81 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Se observa que las cadenas de miosina pesada, que representan un 25% de la masa muscular total, sólo se ve afectada por un 18% de la reposición proteica durante la recuperación (Balagopal et al.-1997). Regulación (activación/depresión) de los mecanismos genéticos celulares (transcripción, traducción y post- traducción) Respuesta Endocrina Específica Metabolitos procedentes del metabolismo energético y la degradación de proteínas Destrucción de sustratos y proteínas Reposición de Proteínas Destruidas (2/3 a 3/4) Crecimiento Neto Muscular (1/3 a 1/4) Regulación de Síntesis de Proteínas Estructurales Cuadro 5.5. Regulación de la síntesis de proteínas estructurales. La reconstrucción de proteínas musculares es significativamente más lenta que la del resto de proteínas del organismo y, además, en ellas no todas las proteínas tienen la misma importancia con relación a conseguir importantes hipertrofias musculares. 5.4. Proceso gradual en la formación de nuevas proteínas. Ya señalamos que el proceso por el que se incrementa la síntesis de proteínas tiene lugar durante la fase de recuperación de ejercicios intensos, incluso en ocasiones con un retraso significativo si el ejercicio es muy intenso. Contrariamente a lo que ocurre en este proceso, la degradación de las proteínas permanece elevada desde el inicio de la recuperación y se mantiene durante un largo período de tiempo posterior a la finalización del esfuerzo. Aspectos como la incorporación de aminoácidos, incremento de códigos precursores en el interior del ARNt, así como el aumento de la actividad de traducción en el ribosoma u otros mecanismos relacionados con la síntesis de proteínas, demuestran que durante la recuperación es cuando se activan y potencian los mecanismos de construcción muscular. En tal sentido, Buhl et al. (1978), Refsum y Strömme (1974), y Jansen et al. (1989), comprobaron que los niveles de urea en sangre y orina se mantienen elevados muchas horas después de haber finalizado un ejercicio intenso, lo que representa un indicador claro de que el proceso está activado. El incremento de la degradación de proteínas durante la fase de recuperación de un ejercicio intenso también ha sido confirmada en diferentes ocasiones (Viru1995), estando asociada a la disminución del contenido de proteínas que tiene lugar dentro del músculo en estas situaciones. De todo ello se deduce que se 82 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR puede aceptar que existe una vinculación directa entre los procesos de síntesis y degradación de proteínas. De hecho, tenemos que tener presente que es necesario que existan metabolitos de bajo peso molecular procedentes de la degradación de proteínas para que se pueda activar la síntesis de esas proteínas. Entrenamientode deFuerza Fuerza Entrenamiento Síntesisde deProteínas ProteínasInhibida Inhibida Síntesis Destrucciónde deProteínas ProteínasElevada Elevada Destrucción Primerafase fasede delalaRecuperación Recuperación Primera Síntesisde deProteínas ProteínasInhibida InhibidaooReducida Reducida Síntesis Destrucciónde deProteínas ProteínasMantenida Mantenida Destrucción Segundafase fasede dela laRecuperación Recuperación Segunda Síntesisde deProteínas ProteínasActivada Activada Síntesis Destrucciónde deProteínas ProteínasSuspendida Suspendida Destrucción Cuadro 5.6. Proceso gradual en la recuperación de las proteínas. En situación de reposo los mecanismos de síntesis y destrucción de proteínas llegan a valores de unos 3-4 gramos de proteínas por kilo de peso y día, pero si se quiere hipertrofiar la masa muscular de un deportista, estos valores deben ser modificados incrementando el valor de las proteínas que son sintetizadas frente a las que son catabolizadas. Para ello, es necesario poner en marcha, mediante su estimulación (carga de entrenamiento e ingesta de aminoácidos), los códigos que posee la célula muscular para realizar esta función. Tanto en hombres (Millward et al.-1984) como en ratas (Bates et al.-1980; Seene et al.-1986; Viru y Ööpik-1989; Wenger et al.-1981), se ha podido comprobar que el mecanismo de síntesis de proteínas musculares se encuentra poco activado durante las primeras horas (6-24 horas) posteriores al ejercicio, para posteriormente incrementar intensamente su actividad en etapas posteriores de la recuperación. Sin embargo, esta cinética es individual y se encuentra condicionada por las características del entrenamiento realizado y por la sensibilidad que posea el sistema neuroendocrino para responder a estos estímulos. En tal sentido, Chesley et al. (1992) comprobaron que la síntesis de proteínas (FT del bíceps) estaba incrementada cuatro horas después de realizar un entrenamiento de fuerza (4x 612 x 80%), permaneciendo en tal situación durante al menos 24 horas después de finalizado el ejercicio. Tchaikovsky et al. (1986) estudiaron la relación de la testosterona y otros andrógenos con la síntesis de proteínas durante la recuperación de un ejercicio. El trabajo consistía en realizar 6-7 series de 1 minuto nadando con recuperaciones de 1,5 minutos a los que se añadía cargas del 12% del peso corporal. El estudio demostró que los contenidos de aspartato aminotransferasa y 83 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. mioglobina habían disminuido en las primeras 24 horas después del ejercicio, pero se incrementaron un 30% entre las 48-56 horas posteriores a la sesión de trabajo. Al mismo tiempo, se observó que las concentraciones de testosterona en sangre y músculo, así como el número de receptores en el citoplasma, eran sustancialmente superiores a los que tenían en el nivel de control. Si a la cinética de las hormonas anabólicas se le añade la de las hormonas relacionadas con los procesos catabólicos (como es el caso del cortisol), podríamos tener una visión más exacta del proceso, ya que la relación entre tales hormonas es directamente proporcional a los mecanismos que estamos explicando. Jürimäe et al. (1990) observaron un incremento en las concentraciones del cortisol y la testosterona, pero no del ratio de ambas hormonas, durante un ejercicio de fuerza de 30 minutos. También comprobaron que el cortisol permanecía elevado una hora después de finalizado el entrenamiento, pero el índice testosterona/cortisol seguía disminuido a las seis horas de recuperación. Ambas hormonas estaban a unos valores inferiores a los iniciales durante la primera fase de la recuperación, mientras que a las 24 horas los niveles de cortisol eran bajos y la testosterona regresaba a los niveles de partida, con lo que se incrementaba el ratio testosterona/cortisol. Tal comportamiento muestra una gran variabilidad individual y también se ve comprometido por otros aspectos como el tipo de trabajo, magnitud de carga utilizada, etc,. La ratio testosterona/cortisol puede ir disminuyendo a lo largo de un periodo de entrenamiento, posiblemente debido a las adaptaciones del sujeto a este trabajo ( Pablos, C, 1997). 5.5. Teorías explicativas de los mecanismos que activan la síntesis de proteínas. Los mecanismos que hacen que la síntesis de proteínas se vea afectada durante la práctica deportiva no están perfectamente explicados. Zatziorski (1992) cita cuatro teorías que tratan de explicar los procesos de hipertrofia muscular resultante del entrenamiento de la fuerza: la teoría de la congestión muscular, la teoría de la hipoxia muscular, la teoría del déficit de ATP y la teoría energética. 1. La teoría de la congestión muscular: sugiere que con el ejercicio, el flujo de sangre hacia la musculatura activa aumenta de forma significativa, lo que estimula el crecimiento muscular. Esta hipótesis soporta los modelos de entrenamiento para la fuerza hipertrófica que conducen a la congestión muscular, aunque en la práctica, incrementos de flujo sanguíneo que no se acompaña del adecuado estímulo físico (carga de entrenamiento) no conducen a incrementos de la masa muscular. 2. La teoría de la hipoxia muscular. Cuando se realiza un entrenamiento con la utilización de cargas de media y alta intensidad, se produce una oclusión de los vasos de la musculatura activada, impidiendo la adecuada irrigación que permita su alimentación y eliminación de detritos. Esta situación de hipoxia muscular es la causa del incremento de la síntesis de proteínas. 3. La teoría del déficit de ATP. Se apoya en la disminución de la concentración de ATP que acompaña a la realización de esfuerzos con cargas elevadas, aunque las investigaciones realizadas sobre la 84 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR evolución de las concentraciones de ATP durante el ejercicio intenso y prolongado no parecen confirmar este comportamiento sobre su concentración. 4. La teoría energética. Según esta teoría, el factor más importante para incrementar el catabolismo proteico es el insuficiente aporte energético que tiene la célula muscular para lograr la necesaria síntesis de proteínas durante el ejercicio, ya que esa parte de la energía es utilizada para realizar el trabajo muscular. En la fase de reposo, la célula volvería a disponer de la adecuada energía para llevar a cabo los procesos de síntesis de proteínas. 5.6. Mecanismos que activan la síntesis de proteínas. Para poder garantizar el adecuado entorno biológico que permita el aumento del tamaño muscular de un deportista, se deben tener en cuenta numerosos aspectos vinculados con la carga de entrenamiento y las consecuencias que de ello se derivan en el organismo. El descanso, la alimentación y la farmacología son complementos del entrenamiento sin los cuales es imposible lograr esas enormes estructuras corporales que con frecuencia se ven entre aquellas personas que practican deportes como el culturismo (cuadro 5.7). AA Energía AA Energía Catabolismo + Respuesta Neuroendocrina Respuesta Endocrina Cuadro 5.7. Aspectos a considerar para la activación de la síntesis de proteínas. Todos estos aspectos se conjugan y traducen en una respuesta fisiológica compleja que determina la presencia de inductores metabólicos específicos y la formación de un entorno hormonal favorable para activar y potenciar el mecanismo de síntesis de proteínas estructurales necesarias para el músculo. Cuando sometemos el organismo a un entrenamiento con cargas elevadas, y suficientemente prolongadas, estamos activando un mecanismo intenso de destrucción proteica que altera el equilibrio anabólico/catabólico, pero también 85 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. sirve de activación de todos aquellos mecanismos vinculados con la síntesis de proteínas. Como ya señalamos, es necesaria la presencia de metabolitos específicos de bajo peso molecular procedentes de la degradación de las proteínas para que se active la síntesis de proteínas contráctiles. La mayor parte de estos metabolitos activadores actúan a nivel del proceso de transcripción, pero también tienen efecto en las fases de traducción o post-traducción de la síntesis proteica. En el caso de las proteínas musculares el proceso se da fundamentalmente por degradación de proteínas contráctiles que a la vez generan los metabolitos necesarios para activar el proceso. A partir de este momento de activación los genes específicos para la formación del correspondiente ARNm en el interior del núcleo de la célula (cromatina). Actividad Funcional Procesos Metabólicos relacionados con el suministro energético y con el acoplamiento Excitación / Contracción Degradación Proteica cAMP ADP/ATP Creatina / Fosfocreatina Factores de Crecimiento de Tejidos Activación de Sarcolema Fosforilasa Descarga de Ácido Araquidónico Creatina Motivo CArG Fragmentos Específicos de Proteína NADH/ NAD Ca2+ Bomba Na, K Síntesis de Prostaglandinas Poliaminas Aminoácidos E2αα E2 Leucina Carga de Aminoacil tRNA Control de Transcripción Tranasaminación de Leucina Control mRNA Control de Traducción Otros Metabolitos? Procesos Autoinmunes? Control de Post-Traducción Reducción/Oxidación Cuadro 5.8. Metabolitos implicados en la activación de la síntesis de proteínas (Viru-1995) Entre estos metabolitos, la creatina o algunos aminoácidos, particularmente la leucina, se sabe que inducen a la síntesis de proteínas en el músculo esquelético (Viru-1994). Por su parte, Fry y Morales (1980) confirman el efecto de la creatina en la síntesis de miosina, aunque no está totalmente claro el mecanismo a través del cual lo realiza. Fulks et al. (1975) comprobaron que la presencia de leucina estimula la síntesis de proteínas, mientras que Hedden y Buse (1982) comprobaron lo mismo en relación con todos los aminoácidos ramificados. La presencia de algunos de estos metabolitos en el citoplasma de la célula también incide sobre la activación de su correspondiente ARNt, lo que demuestra la importancia que tiene la suplementación exógena con aminoácidos para garantizar una importante hipertrofia muscular. Cuanto mayor sea el valor 86 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR biológico y la calidad de esos aminoácidos con mayor eficacia se actuará sobre los mecanismos de síntesis de proteínas. Paralelamente a estos complejos mecanismos inductores se producirá una respuesta neuroendocrina que será proporcional a la intensidad, duración y tipo de carga utilizada. Esta respuesta de las glándulas de secreción interna es compleja y afecta a todas las hormonas, bien activando su producción, o bien inhibiéndola temporalmente. No todas ellas tienen una acción directa sobre la síntesis de proteínas a pesar de verse todas afectadas por la actividad física, por lo que sólo un grupo importante de ellas se encuentran vinculadas en la creación de ese entorno hormonal favorable para la potenciación de todos los procesos que conducen a la hipertrofia muscular. BIBLIOGRAFÍA. Baar, K., Esser, K. Phosphorylation of p70S6k correlates with increased skeletal muscle mass following resistance exercise. AJP Cell Physiol. 276(1): 120-127. (1999). Balagopal, P., Ford, Gc., Ebenstein, DB., Nadeau, DA., Nair, KS. "Mass spectrometric method for determination of [13C] leucine enrichment in human muscle protein". Anal. Biochem. 239:77-85. (1996). Bates, PC., DeCoster, T., Grimble, GK., Holloszy, JO., Millward, DJ., Rennie, M. Exercise and muscle protein turnover in the rat. Journal Physiology. 303:41P. (1980). Buhl, H., Newmann, G., Gerber, G., Gottschalk, K. Der extreme Duaerleistung. Fall-stude eines 24-Studen bzw 100 km Laufes. Med. Sport. 18:354. (1978). Chesley, A., MacDougall, JD., Tarnopolsky, MA., Atkinson, SA., Smith, K. Changes in human muscle protein syntesis after resistance exercise. Journal Applied Physiology. 73: 1383. (1992). Desdeopoulos, A., Silbernagl, S. Texto y Atlas de Fisiología. Barcelona. Doymona Libros S.A. (1994). Fry, MD., Morales, MF. A reexamination of the effects of creatine on muscle protein syntesis in tissue culture. Journal Cell. Biolog. 84:294. (1980). Fulks, RM., Li, JB., Goldberg, AL. Effect of insulin, glucose, and amino acids on protein turnover in rat diaphragm. Journal Biology. 68:159. (1976). Hedden, M., Buse, Mg. Effects og glucose, pyruvate, lactate and amino acids in muscle protein syntesis. Amer. Journal Physiology. 242: E184. (1982). Jansen, GME., Degenaur, CP., Mensheere, PPCA, Habets, HML., Gervesten, P. Plasma urea creatinine uric and albumin and total protein concentrations before and after 15, 25 and 42 km contests. Intern. Journal Sports Medic. 10(Suppl.-3), S132. (1989). Jürimäe, T., Karelson, K., Smirnova, T., Viru, A. The effect of a singlecircuit weight-training session on the blood biochemestry of untrained 87 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. university students. 61:344.(1990). 88 European Journal Applied Physiology. Millward, DJ., Davies, CTM., Halliday, D., Wolman, SL., Matttews, DM., Rennie, M. Effect of exercise on protein metabolism in humans as explored with stable isotopes. Fed. Proc. 41:2686. (1982). Pablos, C. Efectos de un entrenamiento de fuerza sobre los niveles de testosterona y cortisol en adolescentes. Investigaciones en Ciencias del Deporte (ICD). 13:126-169 (1997) Refsum; HE., Strömme, SE. Urea and creatine production and excretion in urine during and after prolonged heavy exercise. Scand. Journal Clin. Lab. Invest. 33:247. (1974). Seene, T., Alev, K., Pehme, A. Effect of muscular activity on the different types of skeletal muscle. Int. Journal Sports Medicine. 7: 287. (1986). Szyf,M. Control y actividad de los genes. Mundo Científico: La Recherche. Extra. 30-37.(2001). Tchaikovsky, VS., Astratenkova, IV., Basharina, OB. The effect of exerciseon the content and receptor of the steroid hormones in rat skeletal muscle. Journal Steroid Biochemical. 24:257. (1986). Viru, A., Ööpik, V. 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En opinión de la mayor parte de los teóricos y entrenadores, el trabajo extensivo de fuerza produce aumentos de la sección transversal del músculo casi siempre acompañados por incrementos en la fuerza máxima voluntaria. La respuesta funcional que se desencadena con este tipo de cargas ha sido estudiada en numerosas ocasiones entre las que podemos destacar los trabajos de Kraemer (1987), Kraemer (1990), Häkkinen (1993), Gettman (1981), Weiss (1983), MacDougall (1988). Kraemer (1990) estudió la respuesta fisiológica y hormonal en un entrenamiento de 8 ejercicios de brazos y piernas, en el que los deportistas realizaron un trabajo de tres series hasta el agotamiento con el 70-75% de la máxima carga posible y con un tiempo de recuperación de 00:01:00. Con esta forma de trabajo, las concentraciones de lactato plasmático subían de forma significativa (8-9 mmol/l), mientras que los niveles de testosterona y, especialmente, de la hormona de crecimiento aumentaron considerablemente (8 veces), tanto durante la sesión de entrenamiento como durante su posterior recuperación. Un comportamiento similar también es observado por Häkkinen (1993), Gettman (1981) y Weiss (1983). El mismo autor, Kraemer (1987) detecta, en otro estudio similar, una elevada concentración (>300%) de adrenalina, noradrenalina y dopamina, las cuales son hormonas relacionadas con el estrés fisiológico. Una explicación más detallada del comportamiento endocrino queda explicada en el apartado sobre el comportamiento hormonal que tiene lugar durante el desarrollo de fuerza, especialmente en lo que hace referencia a la testosterona, la hormona del crecimiento, la IGF-1 y la insulina. MacDougall et al. (1992), comprobaron que el trabajo extensivo de cargas máximas conducía a un incremento (129%) de la síntesis de proteínas, en la musculatura activada, veinticuatro horas después de ejecutado el entrenamiento. Durante la contracción, las tensiones tan intensas que suponen la utilización de cargas elevadas, provoca la oclusión de los vasos sanguíneos impidiendo el flujo de sangre a la musculatura activa, mientras que en las recuperaciones se produce el mecanismo contrario, garantizando en este momento un flujo intenso de sangre que lleva a la congestión muscular. Una sola serie hasta el agotamiento realizada con una carga equivalente a 10RM conduce a una disminución importante de las reservas energéticas musculares. En este sentido, MacDougall (1988) encuentra que una carga de estas características produce una disminución del 13% del glucógeno, un 29% del ATP y un 57% del PCr. Por su parte, Tesch (1986) observó que al final de una sesión en la que se realizaron 5 ejercicios de piernas, ejecutados en 5 series de 89 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. 6-12 repeticiones, con intensidades del 70-75% y recuperación de 1 minuto, los mismos sustratos antes mencionados bajaron al 40% (glucógeno), 20% (ATP) y 50% (PCr). De los datos señalados se deduce que, de una sesión de trabajo extensivo de fuerza con cargas elevadas, puede producirse una profunda fatiga muscular al final del entrenamiento, hecho éste que también es comprobado por Häkkinen (1993). El autor encuentra reducciones entre 25-50% de la fuerza isométrica máxima al final del entrenamiento, lo que da fe de la enorme fatiga que supone este tipo de trabajo. Esta es la causa por la que la recuperación es incompleta a las 24 horas de haber finalizado, por lo que se necesita aplicar tiempos superiores a un día, para conseguir una suficiente recuperación (Häkkinen-1994). 6.2. Comportamiento fisiológico durante el trabajo intensivo de fuerza. El entrenamiento intensivo de fuerza persigue una mejora de la fuerza máxima a través de acciones musculares de carácter concéntrico, normalmente, de muy alta intensidad, especialmente entre sujetos con altos niveles iniciales de fuerza. Las hipertrofias que provoca son moderadas, ya que al poder hacerse sólo un número reducido de repeticiones, se produce un trabajo total bajo y, por lo tanto, con una mínima activación de los mecanismos de síntesis proteica. Para ello, el deportista debe utilizar cargas iguales o superiores al 85% del 1RM, lo que hace que el número de repeticiones que se aplica por serie, sea necesariamente bajo y las recuperaciones amplias. Esta forma de entrenamiento necesita amplios plazos de recuperación entre cada sesión de entrenamiento, especialmente cuando se había trabajado con cargas próximas al límite de repeticiones durante la sesión preliminar. Como ya comentamos, las primeras adaptaciones que sufre un sujeto que se somete al entrenamiento de fuerza son de tipo neural, es decir, es capaz de generar mayor tensión durante una contracción muscular porque es capaz de reclutar mayor número de UM (coordinación neuromuscular inter o intramuscular). Tampoco debemos desdeñar los efectos adaptativos que se generan a nivel de los mecanoreceptores que existen en los puntos distales de cada grupo muscular, ya que se logra elevar el umbral de estimulación de los órganos tendinosos de Golgi, los cuales tienen su ubicación anatómica en la unión del músculo con el tendón. Las adaptaciones neuromusculares podrían explicar las ganancias de fuerza que se pueden lograr en ausencia de hipertrofias musculares. Staron et al. (1994) comprobaron, en 13 hombres y 8 mujeres, que tras entrenar durante 8 semanas (2 veces por semana) la fuerza máxima incrementaba de forma significativa a partir de la 4ª semana de trabajo, tanto en hombres como en mujeres, mientras que la masa magra apenas había sufrido cambios (H: 69.1 vs 70.9 kg y M:45.5 vs 47.9 kg) y las fibras FT apenas comienzan a marcar una ligera tendencia a hipertrofiarse como consecuencia de la respuesta hormonal que se genera. Estas adaptaciones neuromusculares a las que hacemos referencia, no precisan de la utilización de cargas elevadas de trabajo cuando tratan de conseguirse en personas sedentarias o de bajo nivel de fuerza, pero en el caso de deportistas altamente entrenados en fuerza es necesario emplear cargas muy 90 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR intensas de entrenamiento. Está ampliamente demostrado, que incrementos en fuerza conseguidos durante el empleo de cargas muy elevadas de entrenamiento se deben, en parte, a la mejora de la activación neural de los músculos entrenados, no sólo en el caso de los sujetos poco entrenados sometidos a este tipo de trabajo, sino también con atletas altamente adaptados al trabajo de fuerza. Desde el punto de vista metodológico, han sido muchas las propuestas que se han elaborado para mejorar la fuerza máxima, de las que algunas serán explicadas en capítulos posteriores. No obstante, no está de más mencionar algunas de aquellas que, por su trascendencia, han sido punto de arranque para la sistematización del entrenamiento de la fuerza (Delorm y Watkins, Mac Kloy, Menry, Dotte, McGovern y Luscombe, Vasiliev, Diachkov, Berger, etc.,). MacKloy (1939), proponía hacer tres series por ejercicio. La primera serie era ejecutada con 10 repeticiones del 1/2 del 10RM, la segunda correspondía a 10 repeticiones del 10RM, mientras que la tercera y última correspondía a 10 repeticiones con 3/4 del 10RM. DeLorme y Watkins (1948), propusieron una técnica denominada “Progressive Resistance Exercises”, la cual emplea tres series de 10 ejercicios, cada una de ellas con tres proporciones diferentes de una intensidad correspondiente al 10RM: 10 movimientos (repeticiones) con ½ del 10RM, recuperación de 1 minuto, 10 movimientos con ¾ del 10RM, recuperación de 1 minuto y 10 movimientos con el 10RM. Menry (1949) proponía tres series por ejercicio, la primera corresponde a diez repeticiones con el 10RM, en la segunda, después de 3 minutos de recuperación, trata de llegar al límite de repeticiones con la misma carga del 10RM, para pasados 3 minutos, terminar con una serie hasta el agotamiento con una carga correspondiente a 3/4 del 10RM. McGovern y Luscombe (1953) también realizaban una propuesta de tres series de 10 ejercicios consecutivos, pero en esta ocasión empleando cargas decrecientes del 10RM: 10 movimientos (repeticiones) con el 10RM, recuperación de 1minuto, 10 movimientos con ¾ del 10RM, recuperación de 1minuto, 10 movimientos con ½ del 10RM. Dotte (1951), con una estructura igual a las anteriores, planteaba utilizar cargas de menor intensidad: 10 movimientos (repeticiones) con 2/5 del 10RM, recuperación de 1 minuto, 10 movimientos con 3/5 del 10RM, recuperación de 1 minuto, 10 movimientos con 4/5 del 10RM. En sujetos sedentarios o de bajo nivel inicial de fuerza, las cargas a emplear no necesariamente deben ser máximas o cuasi-máximas. En ese sentido, McDonagh (1986) indica que cuando se entrena sujetos de bajo nivel deportivo con cargas de alta intensidad, el número total de repeticiones que se pueden ejecutar en una sesión de entrenamiento es muy pequeña, lo que hace que sea un estímulo insuficiente para producir una ganancia de fuerza considerable. Algunos culturistas emplean el denominado principio de repetición única para mejorar la fuerza máxima y, a la vez, provocar una importante respuesta hormonal. El citado protocolo se basa en ejecutar 10 series de una repetición máxima, sin apenas recuperación entre cada una de ellas y tratando de no disminuir, o hacerlo lo menos posible, la carga utilizada en cada repetición. 91 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Normalmente, este tipo de trabajo se hace con el objeto de aumentar los valores límite de fuerza para cada movimiento y, posteriormente, aumentar el tonelaje movido en la fase extensiva del trabajo de fuerza. 6.3. Número de veces que se trabaja un grupo muscular por microciclo. Este concepto ya fue comentado, de forma indirecta, en el apartado que hace referencia a las recuperaciones que se deben mantener entre cada sesión de entrenamiento. Si observamos las cifras propuestas por Hatfield (1989), podemos ver que por término medio cada grupo muscular se debe entrenar entre 2-3 veces por semana (microciclo), aunque la frecuencia en que se solicite vendrá determinada principalmente por la intensidad de trabajo, el volumen realizado, la capacidad de recuperación que tenga el deportista, el grupo muscular entrenado (tamaño) y su propia constitución. Además existen otros factores que afectan a la recuperación de un grupo muscular, de los que destacamos los siguientes: Más veces por semana los músculos con alto porcentaje de fibras ST. Menos veces por semana los músculos con alto porcentaje de fibras FT. Más veces por semana los músculos de gran tamaño y con elevado número de Unidades Motrices (UM). Menos veces por semana los músculos de pequeño tamaño y con bajo número de Unidades Motrices (UM). Más veces por semana cuando se entrena con menor RM. Menos veces por semana cuando se entrena con mayor RM. La experiencia nos enseña que la mayor parte de los deportistas que tienen en la fuerza su mejor aliado (halterófilos, culturistas o powerlifting) entrenan diariamente durante la semana (promedio de 5 a 7 días) e incluso doblan algunos días con excelentes resultados deportivos. La clave, al margen de las capacidades intrínsecas del deportista, está en conseguir el adecuado diseño en la aplicación de las cargas (grupo muscular trabajado en cada sesión o intensidades utilizadas en cada caso). Entre atletas noveles, los procesos de recuperación son más lentos, lo que disminuye la posibilidad de entrenar un número elevado de veces la misma estructura muscular en un mismo período de tiempo. Atha (1981) señala que entrenar tres veces a la semana con un día de descanso entre sesión suele ser suficiente para conseguir una adecuada recuperación. Esta propuesta coincide con la planteada por la mayor parte de los especialistas, quienes proponen para estos deportistas realizar tres sesiones semanales. BIBLIOGRAFÍA. 92 Atha, J. Strengthing muscle. Exercise and Sport Science Reviews. 9:1-73. (1981). DeLorme, T., Watkins, WJ. “Technique of progressive resistance exercise”. Archives of Physiology Medical Rehabilitation. 29:263-273. (1948). ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Gettman, LR., Pollock, ML. “Circuit weight training: a critical review of it physiological benefits”. Physiological Sports Medicine. 9:44-60. (1981). Häkkinen, K. “Neuromuscular fatigue in males and females during strenous heavy resistance loading”. Electromiographic Clinical Neurophysiology. 33: 1-9. (1994). 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Esta respuesta hormonal está condicionada por la configuración específica de la carga de trabajo (orden de los ejercicios, la intensidad del trabajo, el número de series y repeticiones, y las recuperaciones) y su presencia en la sangre regulará el funcionamiento de diferentes mecanismos biológicos. No podemos olvidar que las hormonas cumplen la función de mensajeros químicos, trasmitiendo por todo el organismo la información necesaria para llevar a cabo la regulación de las funciones de los diversos órganos y sistemas. Tampoco en este apartado pretendemos hacer un exhaustivo análisis de todas aquellas hormonas que, de forma directa o indirecta, pueden intervenir sobre el desarrollo de las diferentes manifestaciones de la fuerza o sus efectos posteriores, sino que vamos a comentar brevemente algunas de las principales respuestas del sistema endocrino que tienen lugar durante el entrenamiento intenso de la fuerza. Especialmente, haremos hincapié en aquellas hormonas que están estrechamente vinculadas con la hipertrofia muscular, como es el caso de la hormona de crecimiento, la insulina, la testosterona, los factores de crecimiento tipo insulínico y las hormonas tiroideas. Síntesisde deProteínas: Proteínas:Entorno EntornoHormonal Hormonal Síntesis Testosterona Transcripción Transcripción Tiroideas Insulina ? IGF-1 Cortisol ? GH Transportede deAA AA Transporte Traducción Traducción Adrenalina Glucagón Cuadro 7.1. Control hormonal de los mecanismos de adaptación relacionados con la síntesis de proteínas 95 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Indudablemente, la creación de un entorno hormonal favorable es uno de los objetivos fundamentales que se buscan en el entrenamiento de la fuerza máxima de tipo hipertrófico. Éste quedará asegurado cuando se conozca la respuesta endocrina individual a las cargas de entrenamiento y se sepa manipular con eficacia la nutrición del deportista y las ayudas farmacológicas que te ofrece el mercado actual. En cualquier caso, los mecanismos de control del sistema endocrino relacionados con el trabajo de fuerza son bastante complejos y no completamente comprendidos en la actualidad (cuadro 7.1). Vemos como además de la testosterona y el cortisol, otras hormonas como la de crecimiento, las IGF, las hormonas tiroideas, la insulina, la adrenalina y el glucagón (entre otras), tienen una especial importancia en los procesos de síntesis de proteínas. Las hormonas y su significado. Las hormonas son mensajeros químicos que, segregados por órganos o células específicas, transmiten información funcional sobre sí mismas (autocrinas) o sobre células diana que son circundantes (paracrinas) o que se encuentran más o menos distantes (endocrinas). Según la naturaleza química de las mismas, podemos hablar de aminas (derivadas de aminoácidos), esteroideas (derivadas del colesterol), peptídicas (menos de 20 aminoácidos) y proteícas (más de 20 aminoácidos), cada una de las cuales incluyen una o más hormonas directamente vinculadas al entorno anabólico-catabólico que se produce con el entrenamiento de la fuerza (cuadro 7.2). AMINAS ESTEROIDEAS PEPTÍDICAS PROTEICAS ÁCIDOS GRASOS Tirosina Testosterona TRH (3) Prostaglandina Adrenalina 5-α -Dihidrotestosterona LHRH (10) Estradiol Oxitocina (8) Progesterona Vasopresina (8) Cortisol Angiotensina-II (8) Insulina (50) TSH (211) GHRH (40) LH (204) Colecistoquina (22) β -MSH (22) VIP (28) Glucagón (29) β -Endorfina (31) Calcitonina (32) Secretina (33) ACTH (39) CRH (41) Parathormona (84) γ -Lipotropina (58) GH (191) Prolactina (199) FSH (210) Noradrenalina Dopamina Triyodotironina Tiroxina Aldosterona α -MSH (13) 1,25-Drihidrixicolecalciferol Somastatina (14) Histidina Histamina Gastrina (17) Triptófano Melatonina Serotonina γ -Endorfina (17) Cuadro 7.2. Familias de hormonas 96 Tromboxanos Leucotrienos ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR A pesar de las importantes diferencias químicas que se pueden apreciar entre las hormonas, todas ellas muestran una serie de características comunes, algunas de las cuales son muy importantes a la hora de comprender el entorno hormonal que se necesita para conseguir una importante hipertrofia muscular: Salvo excepciones, la secreción de una hormona no es constante en el organismo, sino que este mecanismo responde a ritmos más o menos fijos que son condicionados por factores externos como la alimentación, el entrenamiento, el calor, la hipoxia, etc,. Muchas de las hormonas que son secretadas a la sangre (endocrinas) son transportadas, preferentemente, por proteínas plasmáticas específicas para cada hormona. Sólo la porción libre de una hormona circulante ejerce sus funciones sobre la célula diana. Recordemos que las hormonas son capaces de realizar sus funciones a concentraciones muy bajas (10-6 –10-12 M). Para actuar y realizar su función en una célula, es necesario que se una a un receptor específico que, según la hormona, puede situarse al nivel de la membrana celular, en el citoplasma o en el núcleo de la célula. Existen familias de receptores que son semejantes en su estructura y que, aunque específicos, presentan afinidad con más de una hormona. Cada hormona se ve sujeta a mecanismos de supresión, por excreción o inactivación, que regulan su vida media en el organismo y el tiempo que se mantiene activa. Síntesis, almacenamiento y liberación de las hormonas. La forma en que se produce la síntesis, almacenamiento y liberación de las hormonas no es constante a lo largo del día y responde a factores externos y a la naturaleza química de la misma. Todo ello siguiendo a mecanismos de regulación que responden a feedbacks complejos en los que actúan varias hormonas. En condiciones normales, el contenido, la magnitud y la organización de la carga de entrenamiento modificará el funcionamiento habitual de este proceso creando un entorno anabólico que potenciará la síntesis de proteínas. En el caso de las hormonas esteroideas, como son liposolubles, una vez sintetizadas se difunden atravesando la membrana celular a favor de un gradiente de concentración determinado por la cantidad de hormona producida y eliminada. Por su parte, las hormonas peptídicas y proteicas se producen, igual que cualquier proteína, en los ribosomas del citoplasma. Normalmente, las células que producen estas hormonas, mantienen en los gránulos y vesículas de la misma un stock almacenado que posteriormente será liberado para realizar sus funciones. Las aminas se sintetizan en el citoplasma celular a partir de un aminoácido concreto, mientras que las hormonas tiroideas se generan por yodación del aminoácido tirosina sobre una proteína de gran tamaño denominada tiroglobulina. Las hormonas derivadas de ácidos grasos (prostaglandinas, tromboxanos, etc,.) se sintetizan a partir de ácidos grasos poliinsaturados. 97 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Vida media de una hormona. En tanto exista en el organismo un predominio de hormonas anabólicas sobre catabólicas estaremos en condiciones de disponer de un entorno endocrino favorable para activar la síntesis de proteínas. Un aumento en la producción endógena de estas hormonas y su presencia activa en el organismo son una garantía para conseguir elevadas hipertrofias musculares. La vida media de una hormona y el aumento del tiempo en el que ésta es secretada copiosamente al organismo son la garantía de un entorno hormonal que potencie el mecanismo de síntesis de proteínas. La vida media de una hormona representa el tiempo que tarda en disminuir su concentración a la mitad, una vez que el organismo ha dejado de segregarla. Pero la vida media de las hormonas y sus tasas plasmáticas circulantes son limitadas e inferiores a las que serían deseables para conseguir grandes hipertrofias musculares. La velocidad de filtración a través del riñón y la velocidad de destrucción en el hígado condicionan el tiempo que una hormona es activa. La razón por la que el organismo elimina con relativa velocidad los excesos de hormona circulante no es plenamente comprendida, pero podemos suponer que algún motivo importante existirá, posiblemente vinculada a la integridad de las células, los órganos y/o las funciones sobre las que actúan (cuadro 7.3). + + LH 30´ Testosterona 70´ GH 20´-25´ IGF-I 4 h.-6 h. T3 24 h. FSH 3 h. + ACTH 25´ Catecolamias 25´ Cortisol 60´-70´ Insulina 30´ Glucagón 5h Cuadro 7.3. Vida media de hormonas anabólicas y catabólicas Sin embargo en el deporte profesional frecuentemente se busca mantener elevados los niveles de hormonas anabólicas circulantes por el organismo. Esto se logra mediante la utilización exógena de esas mismas hormonas o de sus derivados sintéticos. Aunque este comportamiento es ilegal y puede que peligroso para la integridad del deportista, la realidad del deporte moderno va asociada al uso, no siempre reglamentario, de sustancias farmacológicas que permiten lograr esta situación. 98 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Proteínas transportadoras de hormonas. La mayor parte de las hormonas, una vez producidas y secretadas, circulan disueltas en el plasma sin necesitar de ningún elemento con el que unirse para ser transportadas por el organismo. Sin embargo, la mayor parte de las hormonas anabólicas (testosterona, GH tiroideas e insulina) y de los factores de crecimiento tipo insulínico, necesitan unirse a proteínas transportadoras que actúan a modo de reservorio que interactúa liberando hormona en forma libre cuando el organismo lo necesita. Estas proteínas son específicas de una hormona y pueden liberarla fácilmente en el momento que ello sea preciso, obedeciendo la ley de acción de masas. Una vez más, debemos recordar que sólo la fracción libre de una hormona es capaz de atravesar la pared vascular y actuar sobre la célula diana, constituyéndose en la forma activa de la hormona. Tipo y función de los receptores hormonales. Todas las hormonas tienen un mecanismo común de acción que implica la conexión de la misma con un receptor específico, normalmente, en el citoplasma o el núcleo (esteroideas), o en la membrana de la célula (hormonas peptídicas y factores de crecimiento). No en vano entre los factores más importantes en la regulación de la intensidad de la respuesta hormonal están en la abundancia o no de receptores específicos y la afinidad que tenga la hormona con éstos. La teoría de la ocupación señala que la intensidad de los efectos de una hormona es proporcional al número de receptores ocupados por ellas. Adenilciclasa AMPc ACTH LH HGC FSH ADH (V2) MSH CRH Calcitonina PTH Glucagón Receptores β 1,β 2 Fosfolipasa C IP3/Ca++ GnRH TRH GHRH AngiotensinaII Oxitocina Receptoresα Tirosinacinasa Insulina IGF-I Esteroideos Testosterona Tiroideas Glucocorticoides Estrógenos Progesterona Aldosterona Guanilatocinasa Óxido Nítrico Auricularnatriurética FRD Endotelio Cuadro 7.4. Mecanismos de acción hormonal Una vez que la hormona llega a la célula diana, su acción comienza con la formación del complejo hormona-receptor específico, o en su defecto, por la formación del mismo complejo a través de la unión con otros receptores no específicos con los que tiene alguna afinidad. Los receptores, tanto de membrana 99 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. como intracelulares, tienen la característica de unirse a la hormona con una afinidad muy alta y en ocasiones, de ser totalmente saturados si se desencadena una respuesta fisiológica aguda que afecte a su hermana. Sin embargo, la especificidad, es decir, la capacidad que tiene un receptor de unirse a una sola hormona no siempre se da, ya que éstos pueden unirse a moléculas estructuralmente afines. Debemos comprender que a veces, dos o más hormonas compiten por un mismo receptor, lo cual ocurre cuando la tasa circulante de una de ellas alcanza valores muy superiores a los normales (ver más adelante el apartado de afinidad de la hormona con su receptor). Existen diferentes hormonas que tienen una acción similar y que, por lo tanto, tienen una estructura biológica (cuadro 7.4). En dicho cuadro, se señalan las diferentes hormonas que actúan sobre un mismo receptor, destacándose con otro color (rojo) aquellas hormonas que tienen un efecto directo o indirecto sobre la síntesis de proteínas. Regulación de la respuesta celular a las hormonas. El equilibrio de un organismo, viene regulado por el sistema endocrino a través de la relación entre la tasa de hormona circulante y la respuesta biológica que produce. El nivel de respuesta de un tejido a una hormona se regula por el número de receptores que posee y de la tasa circulante que existe de esa hormona. Normalmente, la respuesta del tejido se potencia cuando las concentraciones hormonales circulantes se aumentan, aunque este mecanismo rápidamente se regula regresando al nivel de actividad inicial. Todo ello responde a la afinidad que tenga el receptor con su hormona. Regulación deRespuesta la Respuesta Celular al Entorno Regulación de la Celular al Entorno Hormonal Hormonal Hormonal - Efecto) ((Tasa Tasa Hormonal - Efecto) Número de Receptores Regulación Regulación Retracción Retracción Afinidad Afinidad Potenciación Potenciación Sensibilidad a la Hormona Tasa Tasa vsvs Saturación Familia Familia Cuadro 7.5. Regulación de la respuesta celular al entorno hormona No obstante, las células son capaces de modular la respuesta a una hormona y así garantizar su propia integridad y aumentar su eficacia funcional (cuadro 7.5). La estimulación prolongada no siempre resulta beneficiosa, ni tampoco es más eficaz para potenciar la respuesta del organismo. En ocasiones un incremento prolongado y excesivo provoca una disminución de sus efectos. Este comportamiento es lo que se conoce como desensibilización, el cual afecta al 100 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR receptor, a la maquinaria transductora o a los sistemas enzimáticos efectores. Un ejemplo claro de este fenómeno podemos observarlo con la insulina, donde la afinidad de sus receptores no es constante, disminuyendo a medida que aumenta la ocupación de los existentes con la insulina. La pregunta que surge a partir de este momento consiste en saber qué ocurre con toda esa cantidad de hormona circulante que normalmente aparece incrementada inmediatamente después de un entrenamiento de fuerza, o principalmente, qué ocurre con aquellas otras grandes cantidades de andrógenos que en ocasiones ingiere el deportista a través de la farmacología. Un destino posible es que una vez saturados sus receptores ocupe aquellos otros con los que tiene más afinidad. Este mecanismo puede conducir a consecuencias no predecibles o, al menos, aún no perfectamente conocidas en el organismo de ese deportista (ginecomastia, retención de líquidos, etc,.), aunque también conlleva consecuencias favorables como ocurre cuando satura receptores de glucocorticoides (acción anticatabólica). El resto será catabolizado y eliminado por los riñones. Otra explicación posible esté en que pasado el tiempo en el que la saturación hormonal es muy elevada se aumente la afinidad de la hormona por el incremento posterior de receptores. No obstante, no existe ninguna evidencia científica que demuestre esta última hipótesis. Afinidad de la hormona con su receptor: Importancia en relación con los esteroides androgénicos anabolizantes. Una de las características de los receptores es su afinidad con su hormona, la cual en determinadas circunstancias se amplía a otras de estructura química similar, lo que da a estos elementos una peculiaridad especial. Desde la óptica del entrenamiento deportivo y con referencia a lo que son los andrógenos y sus derivados sintéticos tenemos que tener en cuenta que los receptores esteroideos muestran sensibilidad hacia los receptores específicos de los andrógenos, pero también hacia los receptores de los estrógenos, la progesterona, los glucocorticoides y los mineralocorticoides. Con estos últimos receptores los esteroides presentan distintos grados de afinidad según la célula donde se encuentren y la tasa circulante de cada hormona. Por este motivo, una ingesta externa masiva de esteroides conduce, por un lado, a efectos colaterales no deseados por los deportistas al competir con otros receptores esteroideos. También es cierto, que al competir los andrógenos por ocupar otros receptores esteroideos diferentes se pueden lograr algunos efectos beneficiosos, como es el caso de lo que ocurre cuando el andrógeno ocupa el puesto de los receptores de glucocorticoides. En estos casos al ocupar el lugar de hormonas como el cortisol, el organismo alcanza una acción anticatabólica que en ocasiones es tan importante como el propio efecto anabólico de los andrógenos. 101 Complejo Hormona-Receptor CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Total Receptores Receptor Específico Receptor No Específico Tasa Hormona Circulante Cuadro 7.6. Tasa hormona circulante en relación con el re Si analizamos los datos de la tabla 7.1, vemos como el 5α-dihidrotestosterona es el esteroide con mayor afinidad con receptores de andrógenos, lo que le confiere una gran potencia respecto a su precursor la testosterona. Sin embargo, vemos que los receptores también tienen una afinidad con los mismos receptores aunque de menor intensidad. Esta situación es de gran importancia en el entrenamiento, ya que el comportamiento se da en sentido opuesto con los receptores específicos de estos esteroides, por lo que los andrógenos pueden ocupar su lugar en determinadas situaciones. Esteroide Afinidad relativa 5α-Dihidrotestosterona Testosteroma Progesterona Estradiol Cortisol Aldosterona 1.0 0.2 0.02 0.015 <0.0001 <0.0001 Concentración en sangre (nM) 2 20 1 0.15 300 4 Tabla 7.1. Concentración aproximada de esteroides en sangre y afinidad relativa de varios esteroides con los receptores de andrógenos. Hiipakka y Liao (1995) En aquellas ocasiones en las que la tasa de andrógenos es muy elevada, como ocurre cuando se utilizan esteroides androgénicos externos, éstos ocupan el lugar de otros esteroides provocando reacciones muy diversas según el receptor. Unas veces, la unión del receptor con el andrógeno inhibe la acción inicial del mismo, como sucede con los receptores del cortisol, los cuáles al unirse al andrógeno conducen a una situación anticatabólica de gran interés para los objetivos de aquellos deportistas que buscan elevadas hipertrofias musculares. Por el contrario, en ocasiones la unión del andrógeno con otros receptores esteroideos potencia la acción del mismo desencadenando sus efectos, que en ocasiones son contraproducentes para los intereses del deportista. 102 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Cuadro 7.7. Representación esquemática de los receptores de andrógenos anabolizantes Los receptores específicos de los esteroides androgénicos anabolizantes sintéticos son los mismos que utilizan la testosterona endógena y exógena y siguen un proceso permanente de síntesis y destrucción inducido por su propia hormona (Díaz-Chico y Navarro: Curso Doctorado-1999). Dosis fisiológicas de andrógenos inducen la síntesis de sus propios receptores (Castellano-Diaz et al. 1989), por activación de la región q11-12 del cromosoma X, la cual cubre más de 90 kilobases del ADN (Brown, et al. 1989; Kuiper et al. 1989). Por su parte, la actuación de la hormona específica conlleva a que el número de receptores disminuya de forma drástica en las horas siguientes. La actividad muscular aumenta la sensibilidad de la célula a las hormonas, especialmente en sujetos entrenados (Fernández et al.-1992). Los andrógenos se difunden pasivamente a través de la membrana celular donde se combinan con el receptor estimulando en el ADN la producción de ARN y posteriormente la síntesis de proteínas en los ribosomas. De la testosterona administrada oralmente, el 90-95% no llega al sistema circulatorio y por lo tanto a los tejidos, por lo que la administración parenteral resulta mucho más eficaz. Ninguno de los esteroides androgénicos-anabolizantes de síntesis han sido tan estudiados como la testosterona, aunque todo parece indicar que la farmacocinética básica (liberación, absorción, distribución, metabolización y excreción) es bastante similar. Los esteroides androgénicos-anabolizantes de síntesis, al igual a lo que ocurre con la testosterona, también se unen a la SHBG (afinidad alta) y la albúmina (afinidad baja), circulando la mayor parte bajo esta unión inactiva para los receptores de las células diana. Los andrógenos de síntesis suministrados de forma parenteral sufren procesos de hidrólisis que liberan la molécula de la testosterona y son metabolizados como ésta. La sensibilidad de una hormona o sus derivados sintéticos. En el entrenamiento de la fuerza nos encontramos con que una de las claves del éxito pasa por la puesta en marcha de los mecanismos específicos de adaptación que permiten importantes hipertrofias musculares. Para ello se necesita un significativo incremento de la síntesis de proteínas contráctiles de las estructuras musculares. Una de las claves más importantes es conseguir un entorno hormonal que favorezca el predominio de procesos catabólicos en las diferentes estructuras musculares. 103 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. La disponibilidad de receptores de las hormonas con funciones anabólicas garantizará su saturación potencial y el desencadenamiento de los mecanismos celulares que activan la síntesis de proteínas, ya que su número de receptores y su afinidad con la hormona afectará a la sensibilidad de un tejido a la acción de una hormona. El control del número de receptores, como veremos más adelante, es complejo y no completamente conocido, especialmente cuando la persona puede alcanzar una tasa hormonal que supera los niveles fisiológicos (valores suprafisiológicos), algo habitual en el deporte entre aquellas personas que realizan una ingesta exógena de esteroides anabolizantes. Ya comentamos que la respuesta de un tejido a cualquier hormona expresa la relación dosis-respuesta, la cuál varía con la sensibilidad del organismo a las acciones de esa hormona. La sensibilidad de una hormona se define como la concentración necesaria de una hormona para que se produzca un 50% de la reacción máxima. Esto significa que cuando se eleva la sensibilidad a una hormona, la tasa necesaria de la misma para alcanzar el 50% de la reacción máxima habrá disminuido, mientras que la sensibilidad disminuye cuando son necesarias mayores tasas para la misma reacción antes señalada. Número de receptores. Es lógico pensar que cuanto más elevado sea el número de receptores de que dispongan las células de una estructura muscular, mayor podría ser la respuesta anabólica del músculo cuando se aumenta la tasa de estas hormonas o la sangre que fluye hacia esa estructura. Sin embargo, si nos atenemos a lo que nos dice la bioquímica sobre el comportamiento que siguen los receptores respecto a la tasa circulante de una hormona, se sabe que la respuesta responde, según el caso a un incremento o una disminución en el número de receptores. La abundancia de receptores depende directamente del grado de expresión de sus genes y de la velocidad con que son eliminados. Normalmente, el número de receptores que existen en una célula, que sufre constantemente procesos de síntesis y destrucción, es bastante superior al que se necesita por el tejido para obtener la máxima respuesta biológica a esa hormona. Por esa razón, en condiciones normales, las concentraciones de hormonas en sangre (10-9 a 10-12 M) y el grado de saturación de los receptores es bajo aunque suficiente para cumplir sus funciones biológicas durante la homeostasis. Mecanismo de contrarregulación del número de receptores. Todo parece indicar que en condiciones normales el número de receptores viene modulado, entre otros, por un mecanismo de rápida modulación que está vinculado a la concentración existente en cada momento de la hormona específica. El mecanismo de contrarregulación puede desencadenarse por la reducción de la síntesis de nuevos receptores, por aumento en el catabolismo de los existentes o por inactivación de los mismos. En determinadas hormonas (ejemplo: estrógenos o andrógenos) se ha demostrado el denominado mecanismo de contrarregulación, según el cual un aumento en la tasa hormonal se traduce en una disminución drástica del número 104 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR de receptores en las horas siguientes al pico de hormona circulante. Sin embargo, a medio plazo el número de receptores se verá potenciado. Tchaikovsky et a. (1986) que cuando a un sujeto se le inyecta testosterona o 10-nortestosterona se produce una reducción rápida de receptores de andrógenos en el citoplasma de los músculos esqueléticos una hora después del tratamiento, para luego incrementarse el número al doble de 5 a 6 horas más tarde. Este mecanismo puede prevenir a un tejido de su exposición inmediata y prolongada a una tasa elevada de la hormona. 100 Efe cto M á x m o (%) 90 80 Re ce ptore s P re se nte s 100% 50% 70 60 50 40 30% 30 20 5% 10 0 0,0%-H 0,1%-H 1%-H 10%-H 100%-H Conce ntra ción Horm ona Cuadro 7.8. Cambios (%) en la síntesis de proteínas miofibrilares de tres músculos de la pierna (cuádriceps: FT y ST; y gemelos) después de 30' de carrera (35 mt/min). Viru y Ööpik-1989. Un incremento de la tasa plasmática de andrógenos, cuyo origen puede estar motivada por las cargas de entrenamiento, se traduce en aumento de la saturación de los receptores y en la potenciación del entorno hormonal con las consecuencias que de ello se derivan. En condiciones normales la saturación del 50% de receptores es equivalente a la tasa de hormona circulante en forma libre (no unida a la proteína transportadora). Según este planteamiento, aún en el caso de que se disponga de un bajo número de receptores, es posible lograr una mayor saturación con niveles de hormonas circulantes no excesivamente elevados y permitiendo mejorar la respuesta biológica. También importante en el entrenamiento de fuerza es la incidencia que en este mecanismo tiene la relación de la triyodotironina y su receptor específico u otros afines. Debemos recordar, que algunos culturistas profesionales no dudan en utilizar la T3 en las etapas de definición para conseguir músculo limpio libre de grasa. Ésta hormona reduce la sensibilidad de los receptores que tiene la adenohipófisis para la hormona liberadora de la tirotropina. Una exposición prolongada a dosis muy elevadas de T3 puede desembocar en el bloqueo del eje hipotalámico-hipofisario-tiroideas. 105 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. 80 60 40 20 FT-C ST-C 0 -20 Pre Post 12 h. 24 h. 48 h. Gemelos -40 -60 -80 Cuadro 7.9. Efecto de una hormona en función de la concentración de la misma y el porcentaje de receptores Otros Mecanismo de potenciación del número de receptores. Existen otros mecanismos que son contrarios al mecanismo por el cual se logra una potenciación del número de receptores por efecto de su hormona específica. Uno de los ejemplos más interesantes para el entrenamiento de la fuerza es el vinculado a la hormona de crecimiento (GH). Esta potente hormona anabólica aumenta el número de receptores que posee la célula muscular y el hígado cuando se incrementa su tasa circulante. El mecanismo de potenciación se puede producir por un aumento en la síntesis de los receptores, por una disminución de su catabolismo o por una activación de los receptores existentes. BIBLIOGRAFÍA. 106 Brown, CJ., Goss, SJ., Lubahn, DB., et al. Androgen receptor locus on the human X chromosome: Regional localization to Xq11-12 and description of a DNA polymorphism. Americ. Journal Human Genet. 44:264-269. (1989). Castellano-Diaz et al. J.Steroid Biochem. 52:2-18.(1989). Hiiipakka, RA., Liao, S. Androgen physiology: Androgen receptors and action. En DeGroot, LJ. Endocrinilogy (3ª edición). Volumen-3. WB Saunders Company. 2336-2350. (1995). ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Capítulo 8 Respuesta hormonal en el entrenamiento de la fuerza 8.1. Respuesta hormonal durante el trabajo de fuerza. Es imposible comprender los mecanismos de adaptación dependientes del entrenamiento de la fuerza sin tener claro los efectos del entorno hormonal que produce y las características del comportamiento que tienen determinadas hormonas que afectan directamente a los mecanismos anabólicos y catabólicos que desencadenan la hipertrofia de estructuras musculares. Tradicionalmente, las hormonas se han considerado moléculas orgánicas muy especializadas que, secretadas por glándulas o células especializadas y diversificadas, están encargadas de enviar mensajes funcionales, expresados químicamente, a otras células o estructuras más o menos alejadas (autocrinas, paracrinas y endocrinas). Guillemin (1977) entiende por hormona cualquier sustancia que, liberada por una célula, actuase sobre otra célula, tanto cercana como lejana, e independientemente de la singularidad o ubicuidad de su origen y sin tener en cuenta la vía empleada para su transporte, sea esta circulación sanguínea, flujo axoplasmático o espacio intersticial. Forman, por lo tanto, un sistema de comunicación que regulan, integran y coordinan importantes procesos fisiológicos. Naturaleza del Ejercicio ↑ Músculos Activos Respuesta Endocri ↑ Activación de órganos, sistemas y estructuras ↑ nº de U.M. activas Cambios en las tasas hormonales Más responsabilidad de las estructuras celulares Acumulación de metabolitos específicos Activación de la Síntesis de proteínas Principales vías metabólicas Activación específica de síntesis del código genético Viru-1995 Proceso adaptativo de la síntesis de proteínas Cuadro 8.1. Efectos según la naturaleza del ejercicio El ejercicio físico (sus características, intensidad, cantidad y duración) conduce a una respuesta funcional sumamente compleja que se traduce en procesos adaptativos específicos como respuesta, a largo plazo, al tipo de carga realizada. Las adaptaciones provocan alteraciones de la homeostasis que garantizarán los cambios necesarios en los órganos y sistemas involucrados en una determinada carga de entrenamiento. Estas adaptaciones se sustentan en el metabolismo de 107 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. las proteínas ya que éste condiciona el metabolismo de otras sustancias en el organismo. Los metabolitos proteicos generados durante la práctica deportiva y la respuesta neuroendocrina desarrollada son las causas desencadenantes de una síntesis proteica diferenciada en cada tipo de entrenamiento. Tal y como se desprende de la gráfica anterior, la presencia de metabolitos depende de las estructuras musculares que se activen, de forma que cuantos más grupos musculares intervengan en la acción, mayor sean éstos y más tiempo estén trabajando, mayor catabolismo proteico existirá y más fuerte y prolongada será la activación de la zona del ADN responsabilizada de formar un tipo concreto de proteína. Paralelamente a este mecanismo se produce una respuesta del sistema endocrino que, de activarse correctamente, creará un entorno hormonal favorable para sintetizar aquellas proteínas que necesitemos. La respuesta hormonal está condicionada por la configuración específica de la carga de trabajo (orden de los ejercicios, la intensidad del trabajo, el número de series y repeticiones, y las recuperaciones). No podemos olvidar que las hormonas tienen la función de mensajeros químicos dentro del organismo, siendo responsables de transmitir la información necesaria para llevar a cabo la regulación de las funciones que tienen los diversos órganos y sistemas, entre los que destacan el aumento de enzimas celulares, la mejora del sistema inmunológico, la formación de hormonas u otras moléculas vinculadas (transportadores, receptores, etc.) o estructuras musculares (proteínas contráctiles, proteínas elásticas, etc,.). Ejercicio Ejercicio Actividad Funcional Funcional Aumento Aumento de de las las enzimas enzimas celulares Respuesta Respuesta Metabólica Glándulas Glándulas Endocrinas Endocrinas Respuesta Respuesta Hormonal Aumento Aumento estructura estructura activa activa Síntesis Síntesis Proteica de de Adaptación Adaptación Aparato Aparato Genético Celular Celular Inductor Inductor Sistema Inmunológico Inmunológico Cuadro 8.2. Acción del ejercicio sobre la síntesis proteica. De todas estas respuestas, aquellas que se refieren a las adaptaciones de estructuras musculares son las que más interesan en el trabajo de fuerza, especialmente cuando el objetivo buscado sea incrementar el volumen del mismo. Muchas de las adaptaciones estructurales que se producen en los cuerpos de los deportistas que emplean importantes cargas de entrenamiento de fuerza son fruto de una activación específica del sistema neuroendocrino que afecta al grupo de hormonas que determinan el balance anabólico/catabólico muscular. Este grupo de hormonas son, a groso modo, las que quedan esquematizadas en el cuadro 108 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR 8.3, donde se reflejan las más importantes y la fase de la síntesis de proteínas (transcripción y/o traducción) donde actúan. Síntesisde deProteínas: Proteínas:Entorno EntornoHormonal Hormonal Síntesis LH GnRh ACTHRh Testosterona Tiroideas Transcripción Transcripción ACTH Cortisol GhRh ? ? TSH IGF-1 Insulina GH Transportede deAA AA Transporte Traducción Traducción Glucagón Adrenalina Cuadro 8.3. Hormonas que determinan el balance anabólico-catabólico Aunque la alteración del equilibrio hormonal por efecto del entrenamiento es compleja, y no totalmente conocida, se sabe que la importancia de su modificación responde a las características de las cargas de entrenamiento (estrés) que se utilicen. En el caso del trabajo de la fuerza, es necesario tener presente el balance del eje anabólico / catabólico y, muy especialmente, la respuesta que se genera en torno a alguna de sus hormonas con las diferentes orientaciones de trabajo. Intensivo + ++ ++ +++ +++ Testosterona Extensivo +++ GH Cortisol IGF-1 Crecimiento Muscular Destrucción Muscular Cuadro 8.4. Paradoja del entrenamiento de fuerza Funciones de las hormonas. Las hormonas son sustancias sintetizadas en células o glándulas endocrinas que actúan a modo de señales químicas que integran y modulan el funcionamiento de todo el organismo. En su mayor parte estas sustancias son transportadas por la sangre a través de todo el organismo en muy bajas concentraciones hasta que alcanzan los puntos receptores (específicos) de las células diana. 109 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. La unión de la hormona con el receptor se efectúa en la membrana de la célula o en su interior. Cuando lo hace en la membrana posteriormente necesita liberar un segundo mensajero (sistema adenilciclasa/AMPc, sistema fosfatidilinositol, canales iónicos, sistema tirosincinasa, etc) u otra proteína que lleva el mensaje por el interior de la célula. En ocasiones la hormona es capaz de atravesar fácilmente la membrana celular y realizar la unión con el receptor en el interior de la célula, lo que sólo ocurre en el caso de las hormonas esteroideas y alguna otra hormona como las tiroideas. Lasecreción secreciónde delalahormona hormona La noesesconstante constante no Ritmoscircadianos circadianos Ritmos Factoresexternos externos Factores Lavida vidaestá estásujeta sujetaaamecanismos mecanismos La supresisón que desupresisón de queregulan regulan suvida vidamedia media su Excreción Excreción Inactivación Inactivación Muchas hormonas secretadas sangre (endocrinas) aalalasangre (endocrinas) seunen unen a proteínas se a proteínas parasusu transporte para transporte Normalmente, sólo la porción libre ejerce funciones en la -6 -12 -12 10 céluladiana diana M) aa10 M) célula (10-6(10 Para realizar su función se debe unir a un receptor específico Elefecto efecto hormona es El de de unauna hormona es complejo y siempre debe considerarse la interacción que existe entre las diferentes hormonas diferentes hormonas Cuadro 8.5. Características comunes a todas las hormonas La formulación actual del mecanismo de acción de las hormonas esteroideas omite la cuestión de la traslocación al núcleo para poder abarcar todos los miembros de la familia de receptores hormonales nucleares. En tales circunstancias el receptor, en ausencia de la hormona, se encuentra asociado a proteínas (HSP90, P59 y otras), a la vez que unido muy débilmente a las estructuras celulares (nucleares o citoplasmáticas). La llegada de la hormona transforma el receptor liberándolo de las proteínas antes mencionadas y forzándolo a una mayor afinidad por las estructuras nucleares, lo que le lleva a alcanzar su estado activo como factor de transcripción. El reconocimiento de cada receptor por su respectiva hormona es un mecanismo altamente específico en el que la molécula del esteroide entra en una cavidad de la molécula del receptor (dominio de unión a la hormona), formando una unión de alta afinidad. Normalmente, el número de receptores existentes para una determinada hormona es considerablemente mayor que el que se necesitaría para obtener una respuesta biológica máxima de dicha hormona, lo que nos lleva a comprender que esta respuesta se alcanza cuando sólo una parte no muy elevada de los receptores se encuentra ocupado por la hormona. Este hecho garantiza la respuesta ante un cambio brusco de la tasa hormonal circulante, algo que se da como respuesta adaptativa inmediata cuando se aplica cualquier carga de entrenamiento. 110 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR H R MÚSCULO Cuadro 8.6. La unión de la hormona al receptor para su actuación sobre la fuerza Una vez que el receptor es activado ya se encuentra en condiciones de identificar los genes susceptibles de responder especificamente al mismo, al tiempo que puede modificar su expresión a través de varias interacciones con secuencias específicas. El control y la actividad de los genes. Uno de los fenómenos más interesantes, a la vez que desconocido, es la forma en el que cada célula es capaz de expresar funciones diferentes y únicas pese a poseer en el ADN de cada una de ellas toda la información genética que posee el individuo. Es decir, que entre la infinidad de células que posee un ser humano (epiteliales, nerviosas, musculares, etc,.) todas ellas saben con precisión cuales son las funciones genéticas que deben activar dentro del complejo orden funcional del organismo. La embriogénesis es el momento en el que las células adquieren la capacidad de expresar zonas concretas de su ADN con exclusión de las demás que corresponden a funciones no asignadas a dichas estructuras celulares. Todo ello responde a complejos mecanismos no perfectamente conocidos, aunque se sabe que el proceso de diferenciación está vinculado a la interacción entre el ADN y diferentes proteínas que actúan sobre él en momentos precisos activando o desactivando determinados genes. La ubicación de estas proteínas (proceso enzimático) hace que sólo algunas secuencias de bases se puedan activar en cada célula, permaneciendo el resto de las secuencias en silencio. En este proceso enzimático se unen al ADN pequeños grupos químicos, grupos metilos (CH3), que se fijan a la mayor parte de las unidades de citosina cuando éstas se encuentran al lado de unidades de guanina (Szyf-2001). Las zonas no metiladas, potencialmente activas, funcionarán sólo en momentos determinados en los que actúen sobre ellas el complejo hormonareceptor en presencia de los metabolitos específicos que se quieran crear. Estos metabolitos corresponden a las proteínas concretas derivadas de la secuencia de bases activada (gen), ya que cada gen es responsable de la síntesis de uno o más elementos celulares. 111 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. 8.2. Testosterona. Los andrógenos naturales (testosterona, sus precursores y sus derivados) son sintetizados por el organismo, especialmente entre los varones y en una mayor cantidad a partir que el sujeto alcanza la pubertad. Su producción es controlada por el eje hipotálamo-hipofisario-testicular mediante la siguiente secuencia: El hipotálamo produce GnRH encargada de estimular la adenohipófisis para liberar la hormona luteinizante (LH) a la corriente sanguínea. Cuando esta hormona alcanza los testículos estimula las células de Leydig para, tras desencadenar una cadena enzimática específica, producir testosterona a partir de moléculas de colesterol y hacer que la hormona final sea secretada a la sangre donde, mayoritariamente, se unirá a una proteína específica. - Hipotálamo GnRh / LHRh Los pulsos de secreción de testosterona marcan 8-12 picos cada 24 h. Estos picos son individuales y están ligados a los picos de LH y FSH que se producen diariamente en el organismo. Adenohipófisis - Hombres Mujeres 2.5 a 12 mg/día + 0.15 a 0.6 mg/día 0.6 a 1.2 mg/día LH Testosterona Testículos (Células de Leydig ) Cuadro 8.7. Esquema del eje hipotalámico-hipofisario-testicular Síntesis y secreción de testosterona. En los hombres el 95% de la producción de testosterona tiene lugar en las células de Leydig de los testículos, las cuáles producen aproximadamente entre 2.5-11.0 mg/día, mientras que el 5% restante proviene de la corteza suprarrenal (DHEA). En el interior de la célula la testosterona se transforma, por acción de una enzima de la familia de las HSP450 llamada 5α-reductasa, en un potente esteroide que conocemos como 5α-dihidrotestosterona que es el que se une al ADN y que además tiene la acción más directa en las funciones anabólicas musculares. Por lo tanto sólo en aquellos tejidos en que se disponga de una importante cantidad de la enzima 5α-reductasa conseguiremos obtener elevadas cantidades de este esteroide (ejemplo: musculatura del pecho, brazo y espalda). Por su parte, las mujeres producen una cantidad menor de testosterona alcanzando valores entre 10 a 20 veces inferiores (0.15 a 0.4 mg/día) que la de los varones, especialmente a partir de los ovarios. 112 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Cuadro 8.8. Estructura molecular del esteroide proclive a aromatizarse Puede ocurrir que parte de la testosterona se vea afectada por la enzima aromatasa, lo que provocará que en vez de producirse la dihidrotestosterona, lo que se obtenga es estradiol. Este proceso en los varones provoca la aparición de la ginecomastia. La acción de la aromatasa sólo ocurre en aquellos esteroides que tienen un doble enlace en la posición cinco de la estructura del ciclopentanoperhidrofenantreno (ver estructura química de estos esteroides) (cuadro 8.8). El ritmo de producción diaria varía de forma cíclica haciendo que las mayores concentraciones sean a primeras horas de la mañana y las menores por la tarde, aunque los ritmos circardianos de esta hormona presentan amplias variaciones individuales. Andrógenos adrenales. Las glándulas suprarrenales producen, de manera episódica y sincronizada con el cortisol, diversos esteroides androgénicos entre los que destacan la dihidroepiandrosterona (DHEA) y androstenediona. Su principal inductor es la ACTH, igual que lo que ocurre con otras hormonas adrenales, aunque es posible que otras hormonas como la insulina y la prolactina, tenga alguna relación con este proceso (López-Calderón et al.-2000). En los varones, su producción es muy baja si lo comparamos con la cantidad de testosterona que produce en los testículos, mientras que en la mujer representa el 60% de la testosterona circulante procede de la conversión de andrógenos adrenales, procediendo el resto de los ovarios. Transporte de testosterona. Una vez producida la hormona, la testosterona se encuentra en el plasma, el 97% de ella ligada a la albúmina (55-70%) y a la SHBG (30-45%), mientras el 23% restante se encuentra en forma libre (forma activa). Los valores normales de esta hormona en la sangre varían entre 14.0-28.0 nmol/l (4.0-8.0 ng/ml) en los varones, disminuyendo a un valor medio de 18.0 nmol/l a los 30 años y a 12.0 nmol/l a los 60 años. Los niveles de esta hormona en la saliva son, para el mismo sexo, de 150-500 pmol/l (45 a 145 pg/ml). 113 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Una vez que la testosterona llega a la célula diana penetra en ella y se une directamente con su receptor o bien se convierte, como ya vimos, en una forma más activa y potente, la dihidrotestosterona (DHT). Esta nueva forma de la testosterona (DHT) tiene una mayor afinidad con el receptor, lo que le hace ser más potente y activa, pero no todos los tejidos tienen el mismo comportamiento lo que potencia la acción androgénica de la testosterona y de sus derivados. En el tejido adiposo y en ciertos núcleos cerebrales el organismo es capaz de aromatizar la testosterona a estradiol e interactuar con los receptores de estrógenos. Acetato α-OH-Pregnalona 17α DHEA Colesterol Testículos y Suprarrenal Pregnalona DHT Progesterona 17-OH-Progesterona 5αReductasa Testosterona Androstenediona (Testículos) Estradiol Aromatasa Células periféricas Estradiol Cuadro 8.9. Secuencia de formación de testosterona y estradiol a partir de la molécula de colesterol Mecanismos testosterona. de retroalimentación endocrina dependientes de la Todo el mecanismo actúa, a modo de termostato, interactuando entre sí en función de los niveles de testosterona circulante. Si el nivel en sangre es bajo, el hipotálamo interviene aumentando la secreción de GnRH y activando todo el mecanismo. Lo contrario, altos niveles de testosterona circulante, provoca la reacción contraria. Este comportamiento es sumamente interesante, teniendo una repercusión directa en aquellas ocasiones en las que el deportista hace uso de testosterona exógena o de alguno de sus derivados. 114 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Proteína Accesible para el crecimiento y recuperación celular. Va unido a las necesidades que se producen en la célula por el ejercicio intenso y la ingesta realizada Hipotálamo Evalúa las necesidades de testosterona y aumenta sus disponibilidades. Envía esta información a la hipófisis. Ribosomas Produce proteínas basado en las instrucciones del RNA Hipófisis Recibe información del hipotálamo y envía mensajes reguladores a los testículos u ovarios vía hormona gonadotropina RNA Transporta a los ribosomas en la célula con información sobre la síntesis de proteínas Gonadotropina Hormona que es enviada a testículos y ovarios indicando qué cantidad de testosterona se necesita DNA Recibe el mensajero de testosterona y envía un nuevo mensaje hacia el RNA Testosterona Hormona producida por testículos y ovarios, viajando hacia las células diana (target cells) Núcleo de la célula La testosterona viaja al nucleo de la célula donde el DNA está almacenado Señal de retroalimentación La testosterona viaja en la sangre de vuelta al hipotálamo para darle información reiniciando el proceso de producción de testosterona Célula Muscular Células diana de la testosterona Cuadro 8.10. Sistema de retroalimentación hormonal Efectos de la testosterona. Los efectos fundamentales que tiene la testosterona en el organismo, los podemos sintetizar en dos: (1) Androgénico (virilizante); (2) Anabólico (miotrófico). Hasta el momento no ha sido posible experimentalmente disociar la actividad anabolizante de la androgénica de esta hormona, lo que crea algunos problemas secundarios cuando los deportistas la utilizan en forma exógena. Testosterona (ng/ml) 8 7,5 7 6,5 6 5,5 5 4,5 4 08.00. 10.00. 12.00. 14.00. 16.00. 18.00. 20.00. 22.00. 24.00. 02.00. 04.00. 06.00. Hora del Día Cuadro 8.11. Ejemplo de concentraciones de testosterona total en sangre de un varón a lo largo del día 115 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Hombres 4.0-10.0 ng/ml (14-28 nmol/l) 12.0-30.0 pg/ml Mujeres 0.30-0.90 ng/ml 0.50-3.50 pg/ml (0.90-2.50 mmol/l) La vida media de la testosterona es muy corta (aproximadamente 12 minutos) y los niveles de producción varían a lo largo del día, de forma que sus valores más elevados corresponden a la mañana y se reducen durante la tarde, aunque debemos reconocer una importante variación individual de sus niveles y una posible alteración del ciclo por factores externos como el ejercicio, el sueño, etc,. Aunque la testosterona se considera una hormona típicamente anabólica por favorecer el incremento de la síntesis de proteína, algunos de los efectos biológicos más importantes están relacionados con la IGF y la hormona del crecimiento (Kraemer-1992). Algunos autores consideran que los efectos directos de la testosterona en el crecimiento del músculo esquelético no son tan importantes como los producidos por la IGF (Baechle-1994). Respuesta a corto plazo de la testosterona con el entrenamiento de la fuerza. Son varios los factores que deben ser tenidos en cuenta a la hora de investigar la respuesta de la testosterona, al igual que otras hormonas, al entrenamiento de la fuerza, debiendo destacar: la intensidad de las cargas utilizadas, las recuperaciones empleadas, la cantidad total de trabajo realizado en la sesión, tipo de entrenamiento de fuerza realizado, cinética hormonal, nivel de fatiga acumulada en otras sesiones, edad de los sujetos estudiados o su género y el nivel de activación (arousal) que tenga el sujeto durante la ejecución. Aunque algunos entrenamientos aislados e intensos de fuerza (fuerza máxima, fuerza resistencia, etc.,) pueden llegar a inhibir los niveles de testosterona, si se controlan las cargas de entrenamiento, a corto plazo se produce un proceso de supercompensación que garantiza un estado hormonal positivo para el rendimiento deportivo y los procesos de síntesis proteica. Según algunos autores, el incremento de la testosterona sanguínea tras el ejercicio intenso no es tal y en realidad, los valores que se observan pueden responder a diversos mecanismos que enmascaran la tasa real. Unos señalan que el aumento de la testosterona se debe a la disminución del aclaramiento hepático (Cadoux-Hudson et al.-1985) como consecuencia de la reducción de la perfusión hepática que acompaña al ejercicio intenso fruto de la redistribución sanguínea que se produce. Sin embargo, este mecanismo no es plenamente aceptado (Cumming et al.-1987 y 1989; Kuopposalmini-1980). Ese último autor sugiere que el hecho de que el coeficiente testosterona/SHBG aumente con el ejercicio indicaría que la hemoconcentración asociada al ejercicio no contribuye significativamente a alterar los niveles circulantes de testosterona. 116 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Respuesta Inmediata Respuesta Inmediata Cargadede Entrenamiento Carga Entrenamiento Respuesta a Largo Respuesta a Largo PlazoPlazo FatigaAcumulada Acumulada Fatiga Volumen Volumen Intensidad Intensidad Recuperaciones Recuperaciones Fasede delalaTemporada Temporada Fase Balance Balance Anabólico / Anabólico/ Catabólico Orientación Orientación Edad Edad Sexo Sexo Activación Activación Hidratación Hidratación Cuadro 8.12. Respuesta de la testosterona al entrenamiento de fuerza a) Efecto de la intensidad de las cargas empleadas en el entrenamiento. Uno de los aspectos más interesantes que se debe controlar para poder lograr un entorno hormonal favorable es la intensidad de las cargas con las que se trabaja. Los cambios significativos de la testosterona plasmática, durante las sesiones de entrenamiento de la fuerza, sólo se producen si las cargas utilizadas en la misma están entre el 70-100% de la intensidad máxima (Kraemer et al.1990; Weiss et al.-1983; Häkkinen et al.-1988). Todo parece indicar, que los niveles de testosterona plasmática aumentan significativamente durante una sesión intensa de fuerza, especialmente si ésta es de orientación hipertrófica (más que neuromuscular) (ejemplo: 10x10x70%1RM. Rec.3 minutos vs 20x1x 100%1RM. Rec.3 minutos), y además contiene, desde el punto de vista energético, una elevada dependencia del metabolismo anaeróbico. Häkkinen y Pakarinen (1993), muestran que el entrenamiento intenso causa una gran respuesta hormonal que puede variar dependiendo del tipo y/o magnitud del estrés provocado por el protocolo utilizado. Para comprobar esta afirmación, los autores sometieron a diez deportistas que no usaban esteroides u otras drogas y especializados en el trabajo de fuerza, a dos tipos diferentes de entrenamiento. Una sesión consistía en 20 repeticiones lentas (3 a 6 segundos) al 100% recuperando 3 minutos, mientras que en la otra sesión los sujetos debían realizar 10 series de 10 repeticiones al 70% con recuperaciones de 3 minutos, los cuáles producían fatigas importantes en el organismo que se traducían en incrementos de los niveles de lactato plasmático que pasaba de 1.9 a 3.5 mmol/l en el primer caso, y de 1.4 a 15.0 en el segundo. Con el trabajo de cargas máximas, la concentración de testosterona plasmática, al final de la sesión, no sufrió modificaciones favorables, sino que disminuyó ligeramente, mientras que en la sesión de carácter extensivo, la testosterona se incrementó pasando de 23.1 nmol/l a 28.6 nmol/l (p<0.05). La concentración de testosterona libre también permaneció inalterada en la primera 117 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Testosterona (mmol/)l sesión, pero en la de tipo extensivo incrementó de 65.8 a 80.6 pmol/l (p<0.05). Así mismo, los niveles de cortisol permanecieron inalterados en el primer caso, pero se incrementaron considerablemente en el segundo caso (0.37 a 0.92 µmol/l; p<0.05) (cuadro 8.13). 29 27 25 23 21 19 17 15 08,00 h. 17,00 h. 19,00 h. Intensivo 20,00 h. Extensivo Cuadro 8.13. Evolución de la testosterona plasmática tras dos entrenamientos diferentes de fuerza máxima (17.00 a 19.00) (Adaptado de Häkkinen y Pakarinen- 1993) Schwab et al. (1993), estudiaron los efectos que, sobre los niveles de testosterona, tenían dos métodos diferentes de entrenamiento de fuerza, uno de carga elevada y otro de carga ligera. El primero consistía en realizar 4x6 al 9095% del 6RM, mientras que el segundo consistía en 4x 9-10 al 60-65% de la carga anterior. En ambas ocasiones, los niveles de testosterona aumentaban durante la sesión de trabajo (30.9% y 26.6% respectivamente), regresando rápidamente a los valores basales poco tiempo después de terminada. En cualquier caso, los datos muestran que la respuesta es más intensa en el trabajo con cargas más elevadas, a la vez que se observa que la respuesta es más rápida en ese tipo de trabajo. Esto nos debe hacer pensar, que si queremos utilizar cargas de baja intensidad, debemos suplir la disminución de las cargas con un volumen más elevado de trabajo. Minuto de la toma de muestra Preentrenamiento 10 minuto Ejercicio 14 minuto Ejercicio 18 minuto Ejercicio 22 minuto Ejercicio 26 minuto Ejercicio Post-ejercicio (minuto 35) Entrenamiento Moderado (mmol/l) 20.03 +/-5.85 21.56 +/-7.70 23.56 +/-8.12 23.66 +/-9.24 22.65 +/-7.74 23.56 +/-6.27 19.67 +/-5.81 Entrenamiento Ligero (mmol/l) 18.23 +/-6.34 19.60 +/-6.90 19.53 +/-7.35 19.95 +/-7.00 22.02 +/-8.05 22.19 +/-6.83 18.97 +/-6.30 Tabla 8.1. Cinética en la concentración de testosterona plasmática ante dos entrenamientos de diferente intensidad 118 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Los incrementos observados en los niveles de testosterona en los sujetos de esta investigación son ligeramente superiores a los reportados por Fahey et al. (1976), quienes encuentran incrementos del 25% en levantadores de edad escolar que tenían experiencia en el entrenamiento con pesas cuando realizaban un ejercicio que consistía en ejecutar 5 series del 5RM. Las modificaciones en la tasa de testosterona eran menos importantes (14%) cuando el mismo trabajo era realizado por escolares que no tenían experiencia previa en este tipo de entrenamiento. Por su parte, Weiss et al. (1983), señalan que los niveles de testosterona se mantienen durante un largo período de tiempo tras la finalización del esfuerzo, especialmente cuando los sujetos están poco experimentados en este tipo de entrenamiento, señalando en su trabajo aumentos del 21.6% tras 30 minutos de haber finalizado un entrenamiento de pesas. Hicksson et al. (1994) estudiaron, durante 8 semanas a razón de tres sesiones por semana, el efecto de un entrenamiento intenso de la fuerza y la resistencia. La muestra utilizada fue de 10 sujetos (5 hombres y 5 mujeres), que entrenaron con cargas del 80% del 1RM de cada ejercicio. Los autores observaron que la fuerza aumentaba durante las primeras cinco semanas para estabilizarse durante el resto del tiempo que duró la investigación. La testosterona basal permanecía invariable durante todo el período y los niveles de la testosterona tras la ejecución del entrenamiento subían de forma significativa hasta la séptima semana. b) Efecto de los tiempos de recuperación empleados entre cada serie. Al estudiar la respuesta hormonal que acompaña al trabajo de fuerza también se debe tener en cuenta la duración de las fases de recuperación que se emplean entre cada una de las series realizadas en la sesión de entrenamiento. Cuando se revisa este punto en la bibliografía especializada vemos que los resultados tampoco son completamente concluyentes y mostrando algunos resultados contradictorios. Por un lado, autores como Dolve et al. (1990) afirman que los incrementos de testosterona son mayores cuando se reduce el tiempo de recuperación de las series aunque se mantenga la intensidad de las cargas empleadas en las mismas. Por su parte Bosco (1995), apoyándose en los trabajos de Kraemer et al. (1990), considera que si la recuperación empleada en entrenamiento intensivo de fuerza es relativamente larga (aproximadamente 3 minutos) se incrementará la producción de testosterona, mientras que si la pausa es corta (aproximadamente 1 minuto), los mayores incrementos se observarán en la producción de la hormona del crecimiento. Otro punto de interés respecto a esta variable es la que hace referencia a las recuperaciones utilizadas entre cada sesión de entrenamiento de fuerza. Los valores basales durante la recuperación se alcanzan rápidamente tras un trabajo de fuerza, aunque en algunos estudios se observa cómo la concentración de testosterona sérica después del entrenamiento se mantiene elevada más tiempo cuando se utilizan ejercicios que afectan a numerosos grupos musculares y a la vez que se utilizan cargas de elevada intensidad. Con el paso del tiempo, trabajos de tal naturaleza en los que el organismo se ve obligado a efectuar cargas altamente catabólicas, se pueden observar disminuciones de la testosterona basal, especialmente cuando no se respetan los tiempos de recuperación necesarios entre cada sesión de entrenamiento. 119 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. c) Efecto del volumen de trabajo empleado en la sesión. La cantidad de trabajo realizado durante la sesión es otro de los factores determinantes en la respuesta hormonal. Autores como Guglielmini et al. (1984) y Häkkinen et al.-(1988) afirman que el tiempo total que dura la sesión de entrenamiento de fuerza, parámetro directamente relacionado con el volumen de carga utilizado en el trabajo con sobrecargas, es un factor determinante en el tiempo que los niveles de testosterona permanecen elevados después del ejercicio. Si nos referimos únicamente a la cantidad de trabajo realizada en una sesión aislada, la respuesta de la testosterona es mayor cuando la carga de trabajo es más elevada, por lo que debemos tener en cuenta este parámetro para conseguir respuestas adecuadas en el trabajo de la fuerza. Ostrowski et al. (1997) comprobaron que cuando se realizan sistemáticamente (10 semanas) grandes volúmenes de entrenamiento de fuerza, los niveles de testosterona tienden a disminuir, alterando negativamente el balance anabólico-catabólico. Variable Bajo Volumen Moderado Volumen Alto Volumen Testosterona (nmol/l) 12.2 (4.7) 14.3 (8.9) 8.2 (4.8) 11.3 (4.9) 15.0 (18.5) 9.4 (6.5) Ratio Testosterona /Cortisol 1.6 (0.2) 2.8 (2.4) 2.2 (1.9) 3.8 (5.6) 2.8 (2.5) 1.2 (0.8) Tabla 8.2. Variaciones de los niveles de testosterona y del índice testosterona/cortisol tras 10 semanas de trabajo con tres volúmenes diferentes de entrenamiento de la fuerza (Tomado de Ostrowski et al. 1997). d) Efecto del nivel de activación que tenga el sujeto durante la ejecución. La investigación y la experiencia nos demuestran que la respuesta hormonal, así como la de los diferentes sistemas funcionales, es mucho más intensa en condiciones reales de competición que en un entrenamiento. Esto es algo que se debe tener en cuenta durante la planificación de las cargas de trabajo y los procesos de recuperación, creando una atmósfera idónea en cada sesión de entrenamiento. Passelergue et al. (1995) pudieron comprobar en 13 experimentados competidores en modalidades de fuerza que los niveles de cortisol salival eran superiores durante la competición oficial. Sin embargo, la respuesta endocrina disminuía de forma significativa cuando se efectuaba cada uno de los tres movimientos de que consta esta modalidad deportiva. 120 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Parámetro Cortisol (nmol/l) Testosterona (pmol/l) T/C x 1000 Ejercicio Simulación Competición Weighing 4.05 14.30 Snatch 4.75 12.53 Clean and Jerk 4.96 10.11 Weighing 182.3 295.3 Snatch 216.8 240.5 Clean and Jerk 241.0 199.7 Weighing 47.0 25.4 Snatch 49.0 26.5 Clean and Jerk 63.0 21.3 Tabla 8.3. Niveles de cortisol, testosterona y ratio testosterona/cortisol en relación con el nivel de estimulación Vemos en la tabla anterior que los niveles de testosterona aumentaban de forma evidente, igual que ocurría con el cortisol, lo que conduce a una importante disminución del índice testosterona/cortisol durante la competición por efecto del estrés competitivo. e) Efecto que tiene la orientación del entrenamiento de fuerza utilizado. Los trabajos de fuerza velocidad se caracterizan por el empleo de cargas medias o bajas de poco volumen por sesión y elevada recuperación en las micro y macropausas, (criterio similar que el que se emplea en el trabajo de fuerza máxima neural, aunque con cargas superiores). Por el contrario, el trabajo de tipo hipertrófico y el de fuerza resistencia se caracterizan por la utilización de cargas altas y medias, elevado volumen por sesión y poca recuperación. Cuando el trabajo de fuerza no incluye la utilización de grandes cargas, sino que utiliza un trabajo de potencia (saltos de diverso tipo), los niveles de testosterona disminuyeron al final de 16 semanas, manteniéndose los niveles durante las 8 semanas siguientes de terminar el entrenamiento, mientras que la testosterona libre aumentaba al final de las 16 semanas (8.5 pmol/l vs 9.2 mmol/l), manteniéndose elevado las siguientes semanas (Häkkinen et al.–1990). Se observa que la testosterona libre no se ve negativamente afectada por este tipo de entrenamiento, a diferencia que lo que ocurre con el trabajo intenso y prolongado de cargas elevadas. Häkkinen y Pakarinen (1991) compararon el efecto de dos formas de entrenamiento de fuerza durante seis semanas (cargas del 70-100% en 18-22 repeticiones por sesión). El primer modelo consistía en trabajar una vez al día durante las 3 primeras semanas, para posteriormente subir a dos sesiones diarias separadas por un día donde el trabajo se reducía al 50%, durante las dos semanas posteriores y reducir el entrenamiento la semana final. El segundo modelo era desarrollado al revés. Los datos demuestran que la testosterona disminuye ligeramente cuando el trabajo se realiza en una sesión diaria, para 121 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. aumentar al disminuir el volumen de trabajo, mientras que en el caso de realizar el entrenamiento dos veces al día, la testosterona aumenta ligeramente para disminuir al disminuir el trabajo. f) Cinética hormonal durante la aplicación de cargas y la recuperación. Los niveles de producción de testosterona no son fijos a lo largo del día. La secreción de testosterona está regulada por la acción de otras hormonas como la GnRH y la LH, las cuales proceden del lóbulo anterior de la hipófisis, y lo hacen de forma intermitente. Los picos de máxima secreción de la testosterona aparecen en las primeras horas de la mañana (05.00-07.00 horas), poco antes de que el sujeto se levante, disminuyendo durante el resto del día alcanzando sus niveles más bajos a últimas horas de la tarde, para finalmente iniciar un crecimiento progresivo durante la noche. Además, los efectos que estas hormonas tienen sobre la fuerza, su entrenamiento o mejora, debe ser entendida de forma sinérgica con otras hormonas, algunas de ellas con efecto contrario a la testosterona, como es el caso del cortisol que tiene una función catabólica en el organismo. Ejercicio Trabajo ½-Sentadilla 5 series x 8 repeticiones Porcentaje Recuperación 80% Pectoral 5 series x 8 repeticiones 70% 2' ½-Sentadilla 5 series x 6 repeticiones 80% 2' Pectoral Inclinado 5 series x 6 repeticiones 70% 2' 23 5,9 Tt Tl 22 5,8 5,7 21 5,6 20 5,5 19 Tt Tl 18 5,4 5,3 17 5,2 16 5,1 15 Te stoste rona tota l (ng/m l) 6 24 Te stoste rona libre (pg/m l) 2' 5 T T Pr e T T Po s t T T 20' T T 40' T T 60' Cuadro 8.14. Efecto de distintos ejercicios sobre la testosterona total y la testosterona libre Se ha comprobado que el índice testosterona/cortisol (hormona anabólica vs hormona catabólica) presenta una alta correlación con las modificaciones de la fuerza (Häkkinen-1985) siendo utilizado como indicador de alta fiabilidad para estudiar el balance anabólico-catabólico y su posible incidencia en el estado de sobreeentrenamiento (Banfi et al.-1993). Este índice sugiere la importancia del balance entre la actividad anabólica de la testosterona y el efecto catabólico de 122 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Testosterona (nmol/l) 0,26 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 0,24 0,22 0,2 0,18 0,16 0,14 08,00 h. 16,00 h. T Testosterona/Cortisol los glucocorticoides. Cuando el entrenamiento es muy intenso o excesivo, el índice decrecerá, debiéndose mantener en valores altos para encontrar un efecto positivo sobre el rendimiento. Este índice presenta variaciones cíclicas de diversa intensidad a lo largo del día, mostrando los valores más elevados entre las 18-20 horas (12.3 vs 26.3) (López, Gª Manso, et al.-1991) aunque presentando elevadas variaciones inter-individuales. En el estudio, ambas hormonas por separado, evidenciaron un ritmo circadiano similar, con valores máximos en la concentración de la testosterona salivar a las 8.00 horas (0.24) y mínimos a las 20.00 horas (0.16 nmol/l). Este hecho permite lanzar la hipótesis de que la tarde sea la hora del día más apropiada para llevar a cabo entrenamientos intensos de esta cualidad condicional. 20,00 h. T/C Cuadro 8.15. Evolución del índice testosterona-cortisol a lo largo del día Se entiende que el ratio testosterona/cortisol puede llegar a disminuir un 30% sus valores basales sin que por ello se entienda que se produce un sobreentrenamiento, sino que representa una recuperación incompleta temporal, siempre que no baje sus niveles absolutos en suero de 0.35x10-3 (Banfi et al.1993; Marinelli et al.-1994), medida la testosterona libre en mmol/l y el cortisol en µmol/l, sabiendo que los valores en reposo de este índice oscilan, normalmente, entre 4.7-5.0. g) Efecto de la edad que tienen los sujetos. Lamentablemente muchos técnicos deportivos no se dan cuenta de que los jóvenes y, especialmente, los niños no son adultos en miniatura. Este planteamiento es válido en el campo de la condición física, psíquica, biológica, o cualquier otro campo del comportamiento y/o la vida de un joven deportista. Un organismo en vías de maduración presenta un comportamiento endocrino diferente al de un adulto, tanto en situaciones de reposo, como cuando es sometido a cargas externas que alteran de forma significativa su estado de equilibrio. La edad es una importante variable a tener en cuenta en este tipo de comportamiento del organismo. En ese sentido, Fahey et al. (1976) no observaron incrementos en la testosterona sérica al finalizar un entrenamiento de 3 x 5 x 5RM (pectoral, press sentado y leg press) en niños de high-school, que no realizaban habitualmente este tipo de actividad. 123 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Las enormes diferencias biológicas que se pueden encontrar en ese rango de edad pueden ser causa de confusión y de comportamientos diferentes según el grupo analizado. Tsolakis et al. (2000) observaron como en niños de 11 y 13 años incrementaron significativamente los niveles de testosterona (4.9 a 10.9 nmol/l) y los índices de andrógenos libres3 en sangre (15.6 a 27.2) tras un entrenamiento de fuerza de dos meses de duración, lo que supone aumentos superiores a los observados en un grupo de niños de mayor edad (14-16 años) donde los valores de testosterona pasaron de 14.6 a 19.3 nmol/l y el índice paso de 36.1 a 68.3. Pablos (1995) señala que la respuesta hormonal al entrenamiento de fuerza, por regla general, es similar entre los adolescentes masculinos y femeninos, aunque en sus investigaciones comprobó que la ratio (T/C) tiene tendencia a disminuir entre los varones y a aumentar en las mujeres. En cualquier caso, la tendencia que muestran los niveles de testosterona en ambos sexos tiende a disminuir con el entrenamiento (p<0.02). h) Efecto que tiene el nivel de experiencia que posee el deportista. Cumming et al. (1987) señala que los sujetos altamente entrenados tienden a disminuir de forma significativa los niveles de testosterona en sangre, fenómeno que se repite siempre con independencia del sexo de los sujetos a que hacemos referencia. Kraemer et al. (1992) señalan que la experiencia en el entrenamiento de fuerza influye en la respuesta hormonal en los deportistas más jóvenes. Según los autores, la respuesta hormonal es mayor cuando aumenta los años de entrenamiento. Este factor también fue comprobado por Kraemer et al (1988) al comparar sujetos de diferente edad. Los autores comprobaron que un trabajo de 4 series de 10 repeticiones al 70%, conducía a que sujetos de 30 años de edad presentaran (a los 5’, 15’ y 30’ de finalizado el esfuerzo) un incremento mayor de los niveles de testosterona libre y testosterona total, que los sujetos de edad avanzada (62 años). i) Efecto del género. Distintas son las conclusiones observadas en las investigaciones que tienen como objetivo analizar el comportamiento hormonal provocado por el trabajo de fuerza en las mujeres. Por regla general no parece observarse un comportamiento hormonal tan intenso como el de los varones, aunque la respuesta observada sí presenta la misma dinámica de cambio. No obstante Cumming et al. (1987) encontraron un incremento significativo de la testosterona y el cortisol en sangre cuando eran sometidos a un entrenamiento de fuerza. También Hickson et al. (1994) encontraron una respuesta endocrina importante al trabajar la fuerza. Estos autores comprobaron en cinco mujeres sometidas a un entrenamiento de fuerza con cargas elevadas (80%) durante ocho semanas que los niveles basales de testosterona permanecían inalterados, mientras que la testosterona al final de los entrenamientos sufría un incremento significativo similar al que tiene lugar en los varones, aunque mostrando valores absolutos inferiores. 3 Índice de andrógenos libres ={Concentración total de testosterora (nmol/l)/Concentración de SHBG (nmol/l)}x100 124 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Por el contrario, cuando Häkkinen et al. (1992) analizaron durante 3 semanas (2 semanas intensas seguidas de una de trabajo reducido) de un entrenamiento de fuerza con cargas elevadas, observaron que no existían cambios estadísticamente significativos en los niveles de testosterona sérica, testosterona libre y SHBG. En cualquier caso los niveles de testosterona pasaron de 2.4 nmol/l a 4.0 nmol/l en los primeros 15 días, mientras que la testosterona libre aumentó de 6.6 pmol/l a 10.5 pmol/l en ese mismo período de tiempo. Sin embargo, el ratio testosterona sérica/SHBG correlacionó con los cambios en la sección transversal muscular, lo que demuestra la función anabólica de esta hormona. Tampoco Weiss et al. (1983) encontraron una respuesta endocrina matemáticamente importante. Los autores al estudiar a 20 mujeres familiarizadas con el trabajo de fuerza, comprobaron que cuando hacían un entrenamiento de cuatro ejercicios ejecutados en tres series del máximo número de repeticiones con el 80% 1RM, los niveles de testosterona sérica aumentaron pero no de forma estadísticamente significativa (16.7%), y además lo hacían en unos valores inferiores a los de un grupo de varones que hicieron el mismo trabajo (21.6%). Los datos de este trabajo coinciden con los observados por Fahey et al. (1976), quienes reportaron un incremento significativo de la testosterona plasmática en jóvenes estudiantes tras un trabajo intenso de fuerza, pero no ocurre lo mismo en un grupo de mujeres de similares características (19.2% vs 6.8%). j) Efecto que tiene el nivel de fatiga acumulada. Es lógico pensar que la respuesta hormonal debería variar con el efecto acumulado que vaya teniendo el proceso de entrenamiento a lo largo del tiempo que el deportista emplee este tipo de entrenamiento muy intensivo. No es lo mismo entrenar una vez al día, que hacer dos o tres veces, como tampoco es igual realizar una sesión corta (40'-50') que una larga (2 a 3 horas), lo que tiene su manifestación en la respuesta endocrina. En estas ocasiones los procesos catabólicos se disparan y alteran el balance anabólico/catabólico. Si el deportista hace más de una sesión de entrenamiento diaria, con cargas de alta intensidad (70-100%), mañana y tarde, las respuestas hormonales son más intensas durante la segunda sesión (Hakkinen-1988). En la primera sesión, la concentración de testosterona plasmática descendió de 27.7 (+/-2.8) nmol/l a 24.6 (+/-4.4) nmol/l, mientras que en la segunda sesión, a pesar de que la testosterona aumentó de 13.6 (+/-5.9) nmol/l a 19.6 (+/-6.0) nmol/l, los valores alcanzados son menores a los de la sesión matutina, regresando a los valores iniciales a la hora de finalizado el entrenamiento. k) Efecto que tiene la fase de la temporada: tipo de trabajo global. Häkkinen et al. (1988) sugieren que cortos períodos de entrenamiento intenso de fuerza (cargas del 70 al 110% 1RM-5 días/semana-2 sesiones/día), conducen a que los niveles de testosterona total plasmática, tras 8 horas de sueño, disminuyan de forma significativa a partir del tercer día de entrenamiento, alcanzando su valor más bajo al quinto día de entrenamiento (27.7 vs 22.7 nmol/l), pero incrementando los niveles en días posteriores. Sin embargo, los niveles de testosterona libre no sufrían modificaciones durante los tres primeros 125 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. días, disminuyendo de forma considerable hasta alcanzar los valores inferiores en el último día (116.6 vs 97.0 pmol/l). No obstante, una vez finalizado el entrenamiento los niveles se recuperaban rápidamente en 48 horas. Una de las razones argumentadas por el autor para explicar este comportamiento, es que se podría incrementar su consumo durante el trabajo intenso de fuerza, o bien que se pudiera deber a un incremento en la concentración de la SHBG. Busso et al. (1992) estudiaron, en seis halterófilos de alto nivel, lo que ocurría con seis semanas de entrenamiento (4 semanas de trabajo intenso y 2 de trabajo reducido). La concentración de testosterona plasmática disminuyó durante las 4 primeras semanas de trabajo intenso, lo que coincide con lo aportado con otras investigaciones similares analizadas por el autor, las cuales señalan que la causa se pudo deber a dos mecanismos: la depresión en su producción o la deplección en los depósitos que existen en los testículos. Pablos et al. (2000) estudiaron con 26 sujetos deportistas varones (13 de voleibol y 13 de baloncesto) el efecto de dos métodos de entrenamiento de la fuerza explosiva en el periodo competitivo y durante 8 semanas con un método basado en pliometría usando principalmente 3 a 5 series de 3 repeticiones de squat paralelo seguidas de 3 a 5 series de 6 DJ desde alturas entre 40 y 60 cms., para un grupo y para otro 3 a 6 series de 9 repeticiones de squat con salto vertical y cargas alternas entre el 15% y 30% de 1RM, observándose un descenso de la ratio testosterona cortisol en su valoración en saliva sin llegar a superar el sobreentrenamiento marcado por la disminución del 30% de los niveles basales, ni la disminución de 0.35x10-3 que sugieren Banfi et al.-1993; Marinelli et al.-1994 como nivel de sobreentrenamiento, y sí se observaron mejorías en ambos grupos de su fuerza explosiva de los miembros inferiores. Todo ello indica que se puede entrenar la fuerza especial en un deporte durante el periodo competitivo, siempre que el volumen de las cargas no sea muy elevado y la intensidad sea la adecuada para dicha actividad. Anteriormente, Busso et al (1989) realizaron un seguimiento, durante un año, a seis especialistas en el entrenamiento con pesas, observando que los parámetros relativos a este tema, testosterona plasmática, testosterona libre o SHBG, variaban con el nivel de carga utilizada en el entrenamiento, mostrando los siguientes valores. Hormona/Tiempo Testosterona (nmol/l) Cortisol (µmol/l) T/C SHBG (nmol/l) 1 s. 15 s. 17 s. 19 s. 21 s. 35 s. 51 s. 16.6 25.2 19.0 17.5 17.2 14.6 19.4 0.61 25.1 20.7 0.55 47.8 28.3 0.57 34.6 30.5 0.52 34.7 20.3 0.49 36.5 20.1 0.57 26.1 19.8 0.60 32.1 19.1 Tabla 8.4. Concentraciones plasmáticas de testosterona, cortisol y SHGB durante un largo período de entrenamiento Por su parte, Fry et al. (1994) estudiaron nueve halterófilos juniors de alto nivel tras realizar un año de entrenamiento intenso, señalando que el trabajo 126 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR continuado de fuerza conduce a adaptaciones positivas de la testosterona, el cortisol y el ratio testosterona/cortisol, lo que unido a las adaptaciones condicionales obtenidas en este período de tiempo, los efectos sobre la mejora de la fuerza están garantizadas. También Häkkinen et al. (1988) hicieron un estudio longitudinal a largo plazo (dos años) con nueve halterófilos que fueron controlados cada cuatro meses. Los sujetos estudiados mostraron un incremento en la testosterona plasmática (19.8 vs 25.1 nmol/l) y en el ratio de la testosterona sérica/SHBG, el cual refleja el nivel de testosterona libre. Los datos de la investigación demuestran una elevada correlación entre los cambios individuales de fuerza máxima y el valor medio de la relación testosterona/cortisol, así como entre el índice de potencia y la relación testosterona/SHBG. Sin embargo, Young (1976), Hetrick y Wilmore (1979), Guezennec et al. (1986) y Giorgi et al. (1998) no encuentran este comportamiento de la testosterona en sus investigaciones. Giorgi et al. (1998) sugieren que las ganancias que se producen a medio plazo en los niveles de fuerza no tienen que ir acompañadas de cambios significativos en los niveles basales de testosterona total o en el ratio testosterona/cortisol. En este trabajo, los sujetos estudiados pasaron al final de las ocho semanas de entrenamiento, de tener unos niveles basales de testosterona de 9.83 nmol/L a 11.1 nmol/L cuando el trabajo fue de orientación isométrica, y de 11.0 mmol/L a 14.9 mmol/L cuando el trabajo fue dinámico. De cualquier forma es necesario destacar que si bien los cambios no son estadísticamente significativos, muestran una tendencia a aumentar, lo cual es especialmente interesante si lo comparamos con los datos mostrados por el grupo de control, el cual a lo largo de este período no sufrió alteraciones (9.49 vs 9.45 nmol/L). l) Efecto de la dieta. Este parámetro puede desempeñar un papel importante en el nivel de testosterona de un atleta, sobre todo en estado de reposo. Se ha demostrado que la grasa de la dieta tiene un efecto significativo en la testosterona (Volek et al.1997). En la dieta equilibrada, 30% de grasas, el suministro de este nutriente resulta suficiente para poder tener una producción normal de testosterona, pero las investigaciones nos demuestran que disminuir el porcentaje de grasas a un 10% disminuye significativamente los niveles de esta hormona, ya que las grasas saturadas y poliinsaturadas juegan un importante papel en este mecanismo (Volek et al.-1997). Los deportistas que deseen incrementar su aportación de grasas a su dieta, deben hacerlo a partir de las grasas monoinsaturadas que son menos dañinas para el organismo. En conclusión: Podemos ver que los trabajos de los diferentes autores analizados sugieren que las respuestas de las concentraciones plasmáticas de testosterona son muy sensibles a los grados de estrés fisiológico que produce el entrenamiento de fuerza. El efecto de una carga aislada (sesión) de fuerza debe conducir a un aumento de la testosterona, salvo que ésta sea de una gran intensidad y de 127 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. carácter extensivo, motivo éste, que en ocasiones conduce a una reducción durante la ejecución de la misma. En tiempos más prolongados (varias sesiones o semanas) de trabajo muy grande de fuerza, el efecto puede ser similar, predominando al final los procesos orgánicos catabólicos sobre los anabólicos. Una de las causas que llevan a este mecanismo de disminución de la testosterona plasmática libre durante un período intenso de entrenamiento, puede ser el aumento en su consumo durante el trabajo muscular, y otra razón podría ser un incremento en la concentración de SHBG (globulina fijadora de las hormonas sexuales). No todos los autores coinciden en señalar una disminución de los niveles plasmáticos de testosterona después de un período de entrenamiento de media duración (pocos meses), mientras que si el entrenamiento es intenso y prolongado, las modificaciones son significativas, tal y como ocurre en culturistas de élite con alto nivel de experiencia. Si el proceso de entrenamiento se sistematiza, y el organismo se adapta a esa modalidad intensa de trabajo, la respuesta hormonal, siendo individual, parece afectar a la hipófisis e hipotálamo, liberando niveles superiores de testosterona, lo que crea condiciones óptimas para el desarrollo de la fuerza (incrementos entre un 17%36%)(Terrados y Fernández-1994). Utilizar ejercicios que impliquen grandes grupos musculares Alta intensidad de carga (85%-95% del 1 RM) Moderado a alto volumen de entrenamiento (alto número de series o de ejercicios) Cortos intervalos de descanso (30”-60”) Cuadro 8. 16. Resumen de protocolos de fuerza para incremento de los niveles de testosterona tras el entrenamiento (Baechle-1994) BIBLIOGRAFÍA. 128 Baechle, T.R. Essentials of Strength Training and Conditioning. Champaign (IL). Human Kinetics. (1994). Banfi,G., Marcinelli,M., Roig, S., Agape,V. “Usefulness of free testosterone/Cortisol ratio during a season of Elite speed skating athletes”. 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La hormona liberadora de la hormona de crecimiento (GHRh) y la hormona inhibidora de la hormona de crecimiento (GHIH ó SRIH) controlan la producción de esta importante hormona anabólica, la cual a su vez controla la producción de los factores de crecimiento tipo insulínicos. Hipotálamo GHRh Adenohipófisis IGF-1, 2 GH Hígado Cuadro 9.1. Acción sobre las hormonas de crecimiento desde el hipotálamo. En realidad, la producción de la GH, respondiendo al complicado entramado de las respuestas del sistema endocrino, hace que además de la GHRH y la GHSI (SS o somastatina), otras hormonas, neuropéptidos y neurotransmisores influyen en la secreción de la misma, bien por acción directa sobre ella, o bien a través de la alteración en la segregación de los factores liberadores o inhibidores de la misma. Su secreción, como veremos más adelante, es pulsátil variando su ritmo e intensidad en función del sexo, aunque el estrés, el ejercicio, el sueño profundo, la hipoglucemia y algunos aminoácidos como la ornitina y, principalmente, la 133 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. arginina pueden aumentar la velocidad e intensidad de secreción y, como resultado, incrementando de forma significativa su concentración en la sangre. 9.2. Hormona del crecimiento (gh). La hormona del crecimiento también conocida como hormona somatotropa o somatotropina se produce en las células somatotropas de la parte anterior de la hipófisis, donde normalmente se encuentra depositada una cantidad relativamente importante que oscila entre los 3-15 mg. La mayor parte (90%) de la hormona segregada por esta glándula corresponde a una proteína denominada GH-22 kD, mientras que el resto pertenece a la proteína GH-20 kDa y otras proteínas de menor interés. Su producción viene regulada por dos hormonas, la liberadora de la hormona de crecimiento (GHRH) y la inhibidora o samastatina (SS), las cuales a su vez son reguladas por un número elevado de neuropéptidos, neurotransmisores, hormonas y señales metabólicas. También se habla de otros factores reguladores de la producción de la GH como son el GHRP y el PACap, que actuarían como agonistas de receptores de una familia de péptidos denominada GHRP. NEUROTRANSMISORES NEUROTRANSMISORES Catecolaminas Catecolaminas Acetilcolina Acetilcolina Serotonina Serotonina Histamina Histamina GABA GABA ÓxidoNítrico Nítrico Óxido SEÑALESMETABÓLICAS METABÓLICAS SEÑALES Glucosa Glucosa Aminoácidos Aminoácidos ÁcidosGrasos GrasosLibres Libres Ácidos GHRH GHRH SS SS ¿GHRP? ¿GHRP? ¿PACAP? ¿PACAP? HORMONAS HORMONAS EsteroideasSexuales Sexuales Esteroideas Activina Activina Glucocorticoides Glucocorticoides Tiroideas Tiroideas ÁcidoRetinoico Retinoico Ácido Vitamina-D Vitamina-D Leptina Leptina IGF-I IGF-I + - Neuropéptidos Neuropéptidos Galanina Galanina OpiaceosEndógenos Endógenos Opiaceos Motilina, TRH,Vasopresina Vasopresina Motilina, TRH, CRF, Sustancia Neurotensina, CRF, Sustancia P,P,Neurotensina, NatiuréticosAtriales Atriales Natiuréticos GH Cuadro 9.2. Regulación de la estimulación – inhibición de la hormona de crecimiento (Arce y Devesa – 2000) Concentraciones plasmáticas. La síntesis de la hormona de crecimiento depende de cinco genes distintos (cada uno con cinco exones) que se localizan en el cromosoma 17. El ser humano tiene una producción diaria de GH que oscila entre los 0.4-1.0 mg en hombres adultos y algo mayor en adolescentes. Una vez producida, es segregada, de manera pulsátil a la sangre en respuesta a diferentes estímulos (sueño, ayuno, ejercicio, etc,.), lo que provoca elevadas variaciones de la tasa circulante a lo largo del día. La tasa normal de esta hormona en la sangre se sitúa 134 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR entre los 1.6 y 3.0 ng/ml en un sujeto adulto sano, aumentando estos valores en los jóvenes y adolescentes, pero disminuyendo entre los sujetos de mayor edad. Cuadro 9.3. Cinética de la producción de la GH en tres sujetos de igual edad biológica, pero diferente estatura y velocidad de crecimiento (Calzada-1998) Transportadores de la GH. Es una hormona con una vida media corta (25’) que, una vez secretada, se une a una proteína transportadora (GHBPs: GHBP1 y GHBP2) que tiene su origen en su receptor y con la que es transportada hasta las células diana. Cuando la GH se une a la GHBP1, lo hace con gran afinidad y en una elevada proporción (40-50%), especialmente con la forma GH 22kDa, lo que le convierte en un importante reservorio circulante de esta hormona. Cuando la unión la realiza con GHBP2 lo hace con menor afinidad, en menor cantidad (5-10% del total de GH) y principalmente con la GH 20kDa. Se da la circunstancia de que el complejo formado por la hormona de crecimiento y la proteína transportadora GHBP1 no es filtrado a nivel glomerular, lo que permite incrementar la vida media de la hormona, mecanismo de especial interés desde el punto de vista de los procesos anabólicos que se buscan con el entrenamiento de la fuerza. Receptores de la GH. Cuando la GH llega a las células diana se une a su receptor, una glucoproteína de 620 aminoácidos situada en la membrana de la célula, e inicia la regulación de sus funciones. El receptor de la hormona de crecimiento pertenece a una familia implicada en procesos de crecimiento y diferenciación celular (Gª-Barrios y Devesa-2000). 135 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. El número de receptores para la hormona de crecimiento en el hígado, músculo, hueso, tejido graso, etc., depende de la tasa circulante de hormona en la sangre, de tal forma que a concentraciones bajas el número de receptores expuestos en la membrana celular disminuye y, por el contrario, cuando la concentración aumenta también se multiplica el número de receptores. PT GH Sangre Membrana Citoplasma Receptor JAK-2 STAT-5 P Núcleo STAT-5 P Cuadro 9.4. Entrada de la GH en la célula y su interacción con sus receptores Desde el punto de vista deportivo, es ncesario tener presente que los esteroides androgénicos anabolizantes aumentan el número de receptores hepáticos para la hormona de crecimiento, lo que multiplica la influencia sobre los factores de crecimiento y sus funciones sobre el organismo. Por el contrario, una dieta hipocalórica severa disminuye el número de receptores hepáticos de la hormona de crecimiento. Cada molécula de GH se une a dos receptores y, posteriormente, la hormona se une a una proteína STAT-5 que es fosforilada por la JAK-2 (tirosino quinasa) para ser transportada hasta el núcleo de la célula posibilitando la translocación al núcleo y su unión al ADN. Este mecanismo nos demuestra que la acción de la hormona de crecimiento no siempre viene regulada por la IGF-1, sino que puede actuar directamente sobre el núcleo de la célula a través de una proteína de transcripción. Algunos autores señalan que sólo las células indiferenciadas tienen receptores de la GH, lo que explicaría su efecto predominante que favorece la diferenciación de células madres, así como el hecho de que en ocasiones algunas células, una vez diferenciadas, se vuelvan insensibles a la GH y sólo lo sea a la IGF-1. Funciones de la hormona de crecimeinto (GH). Su función, además de la anabólica, se encuentra ligada al metabolismo de los lípidos y a la regulación de la glucemia. La mayor parte de sus efectos fisiológicos se realizan a través de la síntesis de somatomedinas. Ambas hormonas, 136 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR crecimiento y somatomedinas, aumentan el transporte intracelular de aminoácidos, aumentan la síntesis del ADN y ARN, e incrementan la síntesis proteica. Hormonade deCrecimiento Crecimiento Hormona AcciónDirecta Directa Acción AcciónIndirecta Indirecta Acción Factoresde deCrecimiento Crecimiento Factores Tejidoadiposo adiposo Tejido Músculo,Hígado Hígado Músculo, Crecimiento Crecimiento esqueleto esqueleto lipolisis ↑↑lipolisis AntagonismoInsulina Insulina Antagonismo síntesisproteínas proteínas ↑↑síntesis proliferacióncélulas células ↑↑proliferación Diferenciacióncelular celular Diferenciación Mejorade delalaFuerza Fuerza Mejora Cuadro 9.5. Mecanismo de acción de la hormona de crecimiento Como ya señalamos, son varios los mecanismos que desencadenan la producción de la hormona del crecimiento, destacando entre ellos: la hipoglucemia; la ingesta de aminoácidos; movilización de ácidos grasos; incremento de catecolaminas; aumento de la temperatura corporal; masa muscular utilizada; intensidad de trabajo; etc. Neurotransmisores como la norepinefrina, la dopamina o la serotonina, los agentes bloqueadores beta-adrenérgicos, o aminoácidos como la arginina, ornitina, triptófano, L-Dopa o tirosina, son algunos de los numerosos factores reguladores de la producción de la hormona de crecimiento. Durante la práctica deportiva intensa, estos productos se ven alterados, y consecuentemente, también los mecanismos de regulación de las hormonas que estamos analizando. Son los ejercicios de gran intensidad los principales estimuladores de la producción de GH. Hormona de crecimiento e hipertrofia muscular. Desde el punto de vista deportivo, concretamente desde la óptica del entrenamiento de la fuerza, resultan de gran interés las acciones que tiene la GH sobre el metabolismo proteico. La GH provoca una rápida activación de todos los procesos implicados en la neosíntesis proteica aumentando la captación celular de aminoácidos, la síntesis de ARNm y la actividad enzimática. Sin embargo, Copeland y Nair (cfr. Gª-Barros y Devesa-2000) indican que todos estos procesos anabólicos no tienen lugar en el tejido muscular, por lo que es posible que se deba indagar aún más sobre este concepto, ya que choca frontalmente con el uso tradicional que se ha venido dando a esta hormona dentro del mundo del deporte. Según los autores antes citados, la GH no sólo no 137 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. estimula la fabricación de proteínas en el tejido muscular, sino que parece incrementar el catabolismo de las proteínas musculares. Sin embargo, es un hecho conocido por la mayor parte de los culturistas que la GH, por sí sola, no tiene un efecto especialmente positivo sobre el incremento de la masa muscular, especialmente entre deportistas jóvenes, por lo que su utilización va paralela al uso de insulina y esteroides androgénicos anabolizantes (testosterona y esterodes sintéticos). Efectos secundarios. Aquellas personas que se inclinan por utilizar dosis exógenas de GH para potenciar su rendimiento deben tener en cuenta algunas repercusiones colaterales que pueden tener lugar y que pueden ser nocivas para su salud. Entre las más evidentes podemos señalar las siguientes: Acromegalia. Inducción a la diabetes. Hipogonadismo. Crecimiento cardiaco. Aumento de costerol y triglicéridos séricos. Interacción de la GH con otras hormonas. Factores de crecimiento tipo insulínico. La interacción más importante de la hormona de crecimiento es con los factores de crecimiento tipo insulínico (IGF-I e IGF-II), a través de los cuales desarrolla la mayor parte de sus acciones, fundamentalmente las anabólicas. Kupfer et al. (1993) encontraron que la combinación de la GH y la IGF-I tienen un efecto más potente sobre el balance nitrogenado que el que pudiera tener cada una de estas hormonas por separado. Su combinación también atenúa uno de sus efectos secundarios menos deseados, como es el caso de la hipoglucemia derivada de la utilización aislada de IGF-I (Clemmons-1993). La producción de la GH intensificada por un elevado número de otras hormonas entre las que destacan los estrógenos, testosterona, progesterona y hormonas tiroideas. Por el contrario, altos niveles de corticoides suprimen la secreción de la GH, aunque bajos niveles de corticoides aumentan la sensibilidad de la respuesta de la hipófisis a la GHRH. Tener una idea básica sobre este complejo mecanismo es fundamental para los entrenadores, ya que algunos deportistas no dudan en utilizar complejos cócteles donde aparecen varias hormonas unidas a la de crecimiento. 138 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Cuadro 9.6. Interacción entre la GH y somatomedinas (Adaptado de Kraemer). Hormonas tiroideas. Un incremento relativo de las hormonas tiroideas supone un incremento de los niveles de GH, pero un aumento excesivo lleva a la disminución de los mismos. Las consecuencias de este mecanismo se puede ver claramente en el caso de los niños que padecen hipotiroidismo, los cuales presentan una marcada disminución de la velocidad de crecimiento. Por su parte, un aumento de los niveles de GH conduce a un incremento en los niveles de somatomedinas, aunque posteriormente, una vez que han incrementado las tasas de éstas, se dispara un mecanismo inverso en el que se inhibe la producción de la GH. Glucocorticoides. Los efectos de los glucocorticoides sobre la síntesis y secreción de la GH son complejos y difíciles de comprender, reflejando el carácter pluripotencial de los mismos. En realidad, una insuficiencia adrenocortical se traduce en un déficit de GH, pero por otro lado, un exceso de glucocorticoides disminuye la secreción de GH, afectando, en caso de un sujeto que no ha culminado su maduración, en un retraso en el crecimiento. A pesar de este comportamiento, se da la circunstancia de que la administración aguda de glucocorticoides conduce a una secreción intensa de GH que se mantiene durante las primeras 3 horas que luego va seguida de un bloqueo total de la liberación de la hormona de crecimiento. Andrógenos. Un aumento de los niveles de GH parece potenciar la producción de andrógenos, lo que multiplica los efectos beneficiosos sobre la fuerza muscular o, más concretamente, sobre aquellas respuestas adaptativas vinculadas con esta cualidad. No obstante, el mecanismo de acción de los esteroides sobre la GH no está totalmente establecido, pero parece estar vinculado con modificaciones en la secreción de la somastatina (SS), la cual se produce al modular, a escala central, 139 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. una serie de enzimas implicadas en la síntesis y eliminación de catecolaminas (Arce y Devesa-2000). Los autores mencionan que en niños con retraso puberal se incrementa la reserva hipofisaria de GH cuando se le inyecta testosterona, pero no ocurre lo mismo cuando es tratado con esteroide androgénico anabolizante no aromatizable (oxandralona). Insulina. Por último, conviene destacar que la GH es hiperinsulinémica, pero al mismo tiempo bloquea los efectos de la insulina sobre la célula. Mientras se necesita una adecuada actividad insulínica, igual que una adecuada disponibilidad de hidratos de carbono, para asegurar la eficacia de la hormona de crecimiento, no es menos cierto que un exceso de GH (como ocurre con la utilización exógena de esta hormona) conduce a corto plazo (30'-60') a una disminución de la glucemia, lo que por sí mismo es liberador de GH, pero posteriormente se genera el efecto contrario (aumento de la glucemia) con resistencia a los efectos que habitualmente provocan la insulina (efecto diabetógeno) que puede desembocar en una diabetes mellitus. Todo parece indicar que el uso conjunto de GH e insulina puede inducir favorablemente el metabolismo de proteínas. + + ↑GH ↑IGF-1 +,↑↑GH ↑↑ + ↓GH ↑ T3 + ↑↑ T3 - ↑↑↑ T3 ↑Andrógenos ↑Insulina Cuadro 9.7. Esquema de los mecanismos de interacción de la GH con otras hormonas Hormona de crecimiento (GH) y ejercicio. La GH es particularmente sensible a los efectos del entrenamiento. Los niveles de GH en sangre dependen de la intensidad y la duración de la actividad física realizada. Son los ejercicios de gran intensidad los principales estimuladores de la producción de GH. El ejercicio físico estimula la secreción de la GH, de tal forma que los niveles hormonales aumentan considerablemente al inicio de la actividad intensa en proporción a las cargas y la duración de las mismas. Si la carga de trabajo es de poca intensidad, se necesitan de 30’-60’ para su respuesta, aunque la respuesta es inmediata ante cargas muy intensas de carácter anaeróbico. En ese sentido, Weiker et al. (1979) comprobaron que los niveles de GH se incrementaron tras diferentes carreras (100, 1500, 10000, 25000 metros) de forma proporcional a como lo hacía la distancia, demostrando que es esta variable, el volumen de carga, una de las más importantes en la cinética de la GH en relación con el ejercicio, aunque tal comportamiento se verá afectado por el nivel de entrenamiento que tenga el sujeto. Este último aspecto también fue señalado por Semiginovsky et al. (1982) cuando observaron que maratonianos de nivel 140 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR aumentaban los niveles de GH después de una carrera, mientras que otros corredores menos cualificados presentaban una disminución de los mismos. En el entrenamiento con sobrecargas la producción de esta hormona es estimulada si la intensidad del trabajo es superior a un cierto umbral, y si el volumen de trabajo es suficientemente elevado. Programas de trabajo de fuerza que activan numerosos grupos musculares, con largas recuperaciones, pocas repeticiones y elevadas cargas de trabajo (5 RM o más), determinan respuestas no muy elevadas de este tipo de hormona. Craig y Kang (1994) observaron, en sujetos experimentados en el trabajo de fuerza, que cargas explosivas o máximas de bajo volumen apenas alteraban la concentración plasmática de esta hormona (1.68 a 5.0 ng/ml y 2.0 a 3.26 ng/ml respectivamente). Los trabajos de Kraemer et al. (1987, 1991 y 1993) confirman esta hipótesis. También se conoce que programas con resistencias moderadas o medias (10 RM), los cuales involucran a un numeroso grupo de músculos, que implican un alto volumen de trabajo y que se ejecutan con recuperaciones incompletas (1' o menos), provocan incrementos significativos de la concentración de esta hormona en los dos sexos. Craig y Kang (1994) comprobaron que una sesión de fuerza en el que se empleaban cargas intensas (1x15”x 75%1RM + 1x15”x 90%1RM + 1x máximos 75%1RM + 1x máximo x 90%1RM; recuperando 3’) en gran volumen y con pocas recuperaciones, la hormona de crecimiento, a nivel plasmático, incrementaba sus valores de forma significativa (1.65 ng/ml vs 11.55 ng/ml), manteniéndose los valores elevados 15’ después de la tarea (14.59 ng/ml), observando que los trabajos de fuerza con alto componente de resistencia anaeróbica eran muy eficaces para hacer responder a esta hormona. Djarova et al. (1986) demostraron que una acusada hiperventilación que altere el pH, conduce a un incremento de la GH plasmática, lo que pudiera explicar este comportamiento hormonal acentuado en el trabajo intenso de la fuerza. Kraenmer et al. (1993) también encontraron comportamientos similares con cargas del 10RM. En otro estudio de Craig et al. (1991) en el que se trabajó con 36 sujetos no entrenados de la Universidad de Wright State, y en el que se utilizó un entrenamiento extensivo de fuerza (5 ejercicios de brazos 3 x 8-10RM + 2 ejercicios de piernas 3 x 8-10 RM y abdominales) durante 10 semanas, pudieron comprobar que los niveles de GH al final de la sesión eran muy elevados, aunque con tendencia a disminuir conforme se desarrollaban las semanas de entrenamiento. Toma 1ª semana 4ª semana 8ª semana 10ª semana GH-Pre (ng/ml) 4’-posteriores 8’-posteriores 16’-posteriores 2.54 15.69 15.50 12.72 2.44 12.05 9.85 8.74 1.63 16.00 10.57 10.43 1.44 11.39 9.75 6.51 Tabla 9.1. Comportamiento de la GH con el entrenamiento extensivo a largo plazo Respuestas similares de la hormona de crecimiento fueron reportadas en mujeres que hacían trabajos de fuerza con carga elevada y con orientación intensiva y extensiva (Mulligan et al.-1996). No obstante, en la mujer el ciclo 141 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. menstrual puede afectar a la respuesta hormonal, especialmente en lo que se refiere a la hormona del crecimiento. Kraemer et al. (1993) estudiaron la respuesta hormonal después de diferentes protocolos de fuerza en nueve mujeres (24.1 +/-4.3), encontrando que los que más incrementan la GH plasmática y el cortisol plasmático son aquellos donde la carga es intensa 10RM y la recuperación incompleta (1’). Si el trabajo es de orientación a la resistencia de fuerza con bajas cargas de trabajo, la respuesta de la GH no se incrementa. Vanhelder et al. (1984) comprobaron esta hipótesis al demostrar que ejercicios realizados al 85% del 7RM producían incrementos significativos de la GH, mientras que si la carga era del 28% del 7RM, la respuesta era muy inferior. En un estudio realizado en nuestro laboratorio se pudo observar un incremento de la tasa circulante de hormona de crecimiento sobre el valor de referencia inmediatamente después de finalizado el entrenamiento. Este comportamiento coincide con los resultados obtenidos por otras investigaciones donde se han utilizado entrenamientos de fuerza de carácter extensivo (Van Helder et al.-1984; Kraemer et al.-1990; Kraemer et al.-1991; Kraemer et al-1992; Häkkinen y Pakarinen-1993; Craig y Kang-1994), y en aquellos casos en que el entrenamiento con sobrecargas es de intensidad de trabajo superior a un cierto umbral (aproximadamente 70% del 1-RM), el volumen de trabajo es suficientemente elevado y las recuperaciones medias o incompletas. 4 3,5 330 GH (ng/ml) IGF-I (ng/ml) 320 3 310 2,5 300 2 290 1,5 280 1 270 Ejercicio) 0,5 260 0 250 Pre Final R-20' R-40' R.60' Cuadro 9.8. Cinética de la GH y la IGF-I en respuesta a un entrenamiento extensivo de fuerza Utilización de la GH exógena (Corporman, Crescormon, Genotropin, Genotonorm, Grorn, Humotrope, Norditropin, Nurotropin, Salzen, Somatohorm, Zomacton, etc,.). La administración parenteral de hormona de crecimiento, debido a sus efectos secundarios, tiene que ser efectuada de forma cuidadosa y siempre que existan necesidades clínicas que así lo aconsejan. Las dosis que se utilizan son siempre individualizadas que en medicina se recomienda que no superen 1.5-3 UI/día, y sin embargo suelen ser sobrepasadas en el mundo del deporte. La hormona de crecimiento (GH), especialmente en forma biosintética, es un producto de amplia difusión y utilización entre muchos deportistas del mundo 142 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR entero con indudables beneficios respecto a su rendimiento (lipolítico, endurecimiento muscular, anticatabólico y anabólico). Las dosis que se suelen emplear varían según las características del deportista, aunque lo más corriente es ver que las mujeres utilicen dos o tres unidades internacionales al día (cinco días a la semana), por diez a veinte unidades diarias (seis días a la semana) de los varones en las etapas de volumen o cinco a diez unidades internacionales por día en las etapas de definición muscular. Cuando se utiliza GH es necesario utilizar mayores dosis de otras hormonas como las tiroideas, corticosteroides, gonadotropinas, insulina, estrógenos y andrógenos. A pesar de ello, se disponen de pocos estudios científicos realizados sobre este aspecto. La experiencia sobre la utilización exógena de la hormona de crecimiento en clínica es elevada, demostrando su eficacia sobre la síntesis de proteínas en los casos de sujetos con diferentes patologías. Crest et al. (1988) dieron durante 6 semanas una dosis de 30-50 µg/kg de metionil-GH tres días a la semana, a sujetos entre 22-33 años de edad, encontrando que se incrementaba la IGF-1 plasmática (125%), la masa muscular (2.5 kg) y se reducía la masa grasa (1.5 kg). En otro trabajo de Yarasheski et al. (1993) se pudo comprobar que con el uso de 40 µg/kg/día durante 14 días, se incrementó la concentración plasmática de IGF-1 (160%). Deyssig et al. (1993) usando una dosis de 35 µg/kg/día durante seis semanas en fase de entrenamiento de fuerza, encontraron un incremento entre el 20-40% de la concentración plasmática de IGFBP-3. En un trabajo realizado con sujetos sedentarios, el uso de una dosis de 40 µg/kg durante 5 días/semana y 12 semanas, permitieron incrementos en la masa muscular que en un grupo placebo utilizado para el control del trabajo. La secreción de la GH y los niveles en sangre de IGF-1 disminuyen con el paso de los años. Estos cambios endocrinos, que se conocen como “somatopausa”, correlacionan con las pérdidas de fuerza, masa muscular y cantidad total de agua corporal, así como un aumento del porcentaje graso (Rudman-1985). En este sentido, Rudman et al. (1990) comprobaron que al suministrar a 21 sujetos de edad avanzada 30 µg/kg/día durante tres días por semana, se conseguía reducir el porcentaje graso (14%) y aumentar la densidad corporal (1.6%), aunque no se observaron incrementos evidentes de la fuerza o la masa corporal. Sin embargo, Yarasheski et al. (1993) pudieron constatar que si paralelamente al suministro de GH se somete a los sujetos de edad avanzada (67 años) a un entrenamiento de fuerza, se lograban mayores incrementos de la fuerza que otro grupo de características similares a los que se le suministró una sustancia placebo. Los deportistas suelen emplearlas, incluso en dosis elevadas, para incrementar el anabolismo, incrementando el tamaño y el número de células, incidiendo en todo tipo de tejidos. En el deporte es corriente que se use la GH en forma de Protropin y Humotrope, siendo más utilizada la segunda que la primera, aunque conocido es el caso de B. Johnson, atleta que según declaró Charlie Francis, utilizó el primero de los citados como complemento biológico de su entrenamiento antes de ser sancionado y descalificado. Las dosis empleadas en el deporte es de 2-4 U.I. en días alternos en ciclos de 4 a 8 meses (algunos deportistas llegan a cuadriplicar estas dosis). Los efectos secundarios como la acromegalia suele darse en dosis de 4 U.I. 143 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Año UI 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 180.000 384.000 161.400 3.448.000 5.560.000 5.807.000 5.793.000 6.164.000 Tabla 9.2. Evolución de Hormona de Crecimiento en España A pesar de lo dicho en el párrafo anterior, se sabe que hoy en día, la utilización de hormona del crecimiento biosintética (Bio-Tropin; Genotropin; Humotrope; MetHGC; Norditropin; Protropin; Saizen; Somatonorm; etc.) es muy corriente entre cierto tipo de deportistas. No debemos olvidar que la detección del uso exógeno de esta hormona, no es fácil de desarrollar. Estos productos, que se venden normalmente en el mercado en ampollas de 5 mg (10 IU) de somatren liofilizado estéril por ampolla, son producidos a través de la tecnología de la recombinación del ADN utilizando el gen para la hormona del crecimiento humano (Dipasquale1990). Normalmente se utiliza en combinación con esteroides (Halotestin, Primabolan, etc,.) y unido a una dieta alta en calorías y proteínas. También la insulina se combina con la GH. 9.3. Insulin-like growth factor (igf-i). Son una familia de péptidos (IGF-I o somatomedina C y la IGF-II o somatomedina A) (Insulin-like Growth-Factor) que determinan la mayor parte de la acción de la GH en el músculo y el resto de tejidos sobre los que actúa. Además se le atribuye el efecto de receptores de la GH. Sin embargo, algunos estudios demuestran que la IGF-I puede actuar independientemente en acusados cambios en la concentración de la hormona de crecimiento. Estos autores dan mucha importancia a los niveles previos de IGF-I que posea el individuo, ya que observaron que sujetos entrenados tenían en reposo concentraciones más elevadas que los no entrenados y ello afectaba significativamente a la respuesta de esta hormona al ejercicio. Gª-Barrios y Arce (2000) señalan que hormonas como la GH y la insulina activan el gen de de la IGF-I provocando su síntesis, aunque para ello es necesario un aporte suficiente de glucosa y aminoácidos al hígado. Todo parece indicar que un metabolito de la glucolisis, posiblemente el lactato, actuaría como modulador de este mecanismo. También indican que la insulina modula el número de receptores hepáticos para la GH, lo que representa un factor determinante para este importante proceso vinculado con el entorno hormonal que se necesita durante algunas fases de la síntesis de proteínas. 144 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Insulina GenIGF-I IGF-I Gen ARNm IGF-I GH Glucolisis Glucosa IGF-I Aminoácidos Cuadro 9.9. Regulación de la IGF-I (Adaptado de Gª-Barrios y Arce-2000) Síntesis de IGF-I. Su síntesis, fundamentalmente en el hígado, está condicionada, como señalamos anteriormente, por los niveles que existan de GH e insulina circulante. Por lo tanto, todo parece indicar que la insulina y una nutrición adecuada (en calorías y proteínas) permiten aumentar la liberación de IGF-I, a través de la activación de su gen correspondiente,incluso en aquellas ocasiones en las que los niveles de GH son bajos. Por el contrario, hormonas como los estrógenos o los glucocorticoides disminuyen la liberación de IGF-I cuando sus niveles circulantes son elevados. Transporte de IGF-I. La mayor parte de la IGF-I circulante (99%) en el plasma corresponde a una familia concreta relacionada con el transporte de proteínas (IGFBPs), donde compite con la insulina y la IGF-2, las cuales modulan una larga serie de procesos. En la actualidad se conocen seis diferentes proteínas transportadoras (IGFBPs) que se denominan en función a un número de identificación, de las que la más abundante e importante es la IGFBP-3. No obstante, la producción de esta hormona como respuesta a la GH, no se produce de forma inmediata, sino que necesita que pasen entre 3 y 15 horas para que se lleve a cabo este proceso. Además, mientras la GH se une débilmente a la proteína transportadora y, por lo tanto, es capaz de liberarse rápidamente desde la sangre a los tejidos, la IGF-I se une fuertemente a su proteína transportadora, haciendo que se libere lentamente a los tejidos (vida media de unas 20 horas). Aproximadamente, el 95% de los factores de crecimiento tipo insulínico circulan unidos a su proteína transportadora (especialmente la tipo 3), lo que, una vez más, permite un reservorio que impide su rápida degradación y aumenta su vida media. 145 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Receptores de IGF-I. Los receptores de la IGF-I tienen una estructura similar a los de la insulina por lo que también tienen afinidad con esta hormona y con la IGF-II, especialmente con la última. Esto nos debe hacer pensar que existe un conflicto de intereses entre ambas hormonas y sus respectivos receptores que deben ser tenidos en cuenta por los deportistas, especialmente por aquellos que suministran frecuentemente dosis exógenas de las mismas. IGFBP IGF-I Sangre R MEMBRANA CELULAR Citoplasma Tk P P P Irs-1 SHC P MAP-K PI3-K Núcleo Cuadro 9. 10. Mecanismo de acción de la IGF-I Cuando la IGF-I se une a su receptor se autofosforiliza y, a su vez, fosforiliza un sustrato denominado receptor de insulina-1 (Irs-1), que posteriormente, tras diferentes pasos, se transforma el fosfatidil-Inositol-3-fosfato (PI3-K). Otro mecanismo activa la fosforilización de las SHC hasta alcanzar las MAP-quinasas, las cuales pasan a actuar sobre distintos sustratos del núcleo. Funciones más importantes de la IGF-1. Entre las diferentes funciones que cumplen los factores de crecimiento tipo insulínico, especialmente desde la óptica del entrenamiento de la fuerza, la IGF-1 induce a la hipertrofia muscular por la combinación de células satélites activadas y a su incidencia sobre la síntesis de proteínas, síntesis de ADN y de ARN. No debemos olvidar que cuando el músculo esquelético aumenta su masa lo hace fundamentalmente como consecuencia de la activación, proliferación y fusión de células satélites, y que la hipertrofia es uno de los principales objetivos adaptativos del entrenamiento de la fuerza. Pese a ser una potente hormona anabólica (induce la síntesis e inhibe la degradación de proteínas) su uso exógeno presenta algunos inconvenientes que deben ser tenidos en cuenta. Su uso en bajas dosis inhibe la secreción de GH e insulina, mientras que a elevadas dosis conduce a la hipoglucemia y la disminución en la producción endógena de GH e insulina. 146 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Cuadro 9.11. Efecto de la IGF-1 sobre la hipertrofia Efecto del entrenamiento sobre los niveles de IGF-I. En un trabajo ejecutado con sujetos sometidos fuerza, observaron que las concentraciones de la significativamente superiores inmediatamente manteniéndose en tal situación 30' después del produjeron cambios significativos de IGF-I en entrenamiento. a intensos entrenamientos de hormona de crecimiento eran después del ejercicio, mismo, sin embargo, no se las 24 horas siguientes al En nuestros trabajos realizados con alumnos de la FCAFD de la ULPGC, coincidiendo con los resultados aportados por Kraenmer et al.-1990 y Kraemer et al.-1991, los sujetos de nuestra muestra presentaron un incremento significativo de la tasa circulante de IGF-I, tanto al final del entrenamiento como durante la fase de recuperación, aunque con una cinética diferente que la presentada por la hormona de crecimiento. Al final de la sesión, los niveles se habían incrementado en 1,2 veces, continuando el aumento de su tasa circulante, aunque de forma más ligera, durante los veinte primeros minutos de la recuperación. Sólo a partir de la toma realizada a los cuarenta minutos de la sesión de entrenamiento los valores muestran una tendencia descendente que se mantiene a lo largo de la hora controlada. En los estudios de Kraemer et al. (1990) y Kraemer et al. (1991) también se comprueba que el incremento de los niveles de IGF-I se mantiene una hora después de finalizado el ejercicio. Sin embargo, Cappon et al. (1994) plantean la hipótesis de que el aumento de IGF-I por efecto del ejercicio se debe producir entre 12-24 horas después de finalizada la sesión de entrenamiento, siempre que el mismo estimulara suficientemente la secreción de la GH. En nuestro trabajo no hicimos valoraciones en ese periodo de tiempo posterior al entrenamiento, por la que no disponemos de datos con los que confirmar este planteamiento. Ese retraso en la activación de la producción de IGF-I por influencia de la GH a los tiempos que nosotros determinamos no se manifiesta. Debemos de tener presente que hormonas como la GH y la insulina activan el gen de la IGF-I provocando su síntesis, aunque para ello es necesario un aporte suficiente de glucosa y aminoácidos al hígado (Gª-Barrios y Arce-2000). Por ello podríamos suponer que este mecanismo se desencadena en la muestra utilizada en nuestro 147 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. estudio, aunque no debemos descartar otros que puedan desencadenar el proceso de secreción de IGF-I. Algunos datos nos hacen pensar que algún metabolito de la glucolisis, posiblemente el lactato, actuaría como importante factor modulador de este mecanismo. Esto se podría considerar en nuestro trabajo, aunque la técnica utilizada nos obliga a plantearlo con la máxima prudencia. En nuestro estudio, los niveles de lactato llegaron a 9.1 mmol (+/-3.5) a mitad de la sesión, bajando 7.6 mmol/l (+/-3.2) al final de la misma, confirmando la importancia del metabolismo anaeróbico en el protocolo diseñado. Comparando la cinética de la GH y la IGF-I, observamos que no siguen un comportamiento similar (r=0.20; ns). Mientras la GH regresa rápidamente a los niveles previos al entrenamiento, los niveles de IGF-I se mantienen elevados durante toda la recuperación, siendo probable que este comportamiento se mantenga durante un período de tiempo más prolongado. Esta opinión podría sustentarse en una vida media más prolongada en esta hormona (4 a 6 horas). La actividad física es un importante modulador a medio y largo plazo (igual que la nutrición) de los niveles de IGF-I plasmático. En relación con la dieta asociada a la producción de IGF-I, vemos que ejercicios intensos mantenidos durante una semana, se observa un descenso del 40% de IGF-I cuando la ingesta es reducida, pero la misma aumenta cuando la dieta hipocalórica es menos duradera. Con el trabajo de fuerza se incrementa la producción de somatomedina, bien durante el ejercicio (trabajo con poca carga y muchas repeticiones), o bien durante la recuperación (entrenamientos con cargas elevadas), interactuando con otras hormonas y receptores hormonales y repercutiendo en los cambios de la fuerza muscular. Algunos autores, señalan que la IGF-I estimulan las células satélite, aspecto que de ser cierto, daría explicación a la hiperplasia al permitir el desarrollo de células inmaduras denominadas mioblastos. Sin embargo, se disponen de pocos estudios experimentales en humanos en los que la IGF-I fuese utilizado. Mauras y Beaufrere (1995) demuestran el extraordinario efecto que tiene sobre el anabolismo muscular al emplear 100 mcg/kg dos veces al día. GHRh Hu eso IGF-2 Múscu lo Tendón GH IGF-1 Otros Tejidos Cuadro 9.12. Efecto de la IGF-1 y IGF-2 sobre el organismo 148 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Utilización de IGF exógena. Algunos deportistas la usan unida a otras sustancias anabolizantes, incluida la GH o la IGFBP, lo que parece tener un efecto potenciador sobre el metabolismo de las proteínas. Kupfer et al. (1993) han presentado a la combinación de la GH con la IGF-I como la más importante para mejorar el balance nitrogenado, aunque Wolf et al. (1992) encuentran también efectos muy positivos al combinar la GH con la insulina, mientras Umpleby et al. (1994) comprobaron el efecto sinergista de la IGF-I y la insulina. BIBLIOGRAFÍA. Arce, V., Devesa, J. GH. Hormona de crecimiento. En Tresguerres (Edit). Tratado de endocrinología básica y médica.337- 379. (2000). Craig, BW., Kang, H. “Growth hormone release following single versus multiple sets of back squars: total work versus power”. Journal Strength and Conditioning Research. 8(4):270-275. (1994). Crist, DM, Peake, GT., Egan, PA., Waters, Dl. “Body composition response to exogenous GH during training in highly conditioned adults”. 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Journal Pediatric. 104: 801.(1985). Semignovsky, B., Dolezal, V., Novak, J., Havilckova, L., Vranova, J., Burtanova, S., Heller, J. Growth hormone response to endurance exercise: standardization, effect of performance level. Intern. Journ. Sports Medicine. Suppl. 22:86. (1982). Umpleby, AM., Shojaee-Moradie, F., Thomason, MJ. “Effects of IGF-I, insulin and combined IGF-I insulin infusion on protein metabolism in dogs”. European Journal of Investigation. 24:337-344. (1994). Vanhelder, WP., Radomski, MW. Goode, RC. “Responses during intermittant weight lifting exercise in men”. European Journal Applied Physiology. 53:31-34. (1984). Weicker, H., Ritthaler, F., Frank,H., Bieger, WP., Herzog, W. Influence of anabolic and catabolic hormones on substrate concentrations during various runnings distances. 4th Int. Symp. Biochem. Exercise. Bruselas. (1979). Wolf, RF., Heslin, DB., Newman, E. “Growth hormone and insulin combine to improved whole-body and skeletal muscle protein kinetics”. 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La liberación de insulina viene regulada, preferentemente, por el incremento en la concentración de la glucosa plasmática, aunque también hormonas como el glucagón y la amilina, o factores neuronales y otros nutrientes (por ejemplo los aminoácidos) pueden regular su producción. Por acción del sistema nervioso vegetativo (producción de noradrenalina), sus niveles descienden durante el ejercicio permitiendo una mayor acción lipolítica y glucogenolítica. La acción de la hormona sobre la célula está mediatizada por la presencia de su receptor en la membrana de la misma, el cuál es un tetrámero compuesto por dos unidades α (que la introducen al interior de la membrana) y dos unidades β (que la hacen atravesar la membrana) que la introducen al interior de la célula. Una vez que se produce la unión de la insulina a su receptor se activa la tirosinquinasa desencadenando una cascada de reacciones químicas en el interior de la célula que activarían segundos mensajeros (DAG e IP) que actuarían de intermediarios hasta cumplirse la función específica de la unión insulina-receptor. Factores que afectan a la secreción de insulina. Son numerosos los factores que activan la síntesis y posterior secreción de insulina por las células β de los islotes de Langerhans del páncreas. Quizás el más potente estimulador sea el incremento de la glucosa plamática, pero también hay otros muchos que cumplen la misma función. Destacan, entre otros, los siguientes: Aumento de la concentración de aminoácidos. Aumento de la concentración de ácidos grasos y cetoácidos. Mecanismo de regulación inversa con el glucagón. Hormona de crecimiento. Cortisol. Presencia del péptido gástrico inhibitorio. Aumento del calcio intracelular. Cierre de los canales de potasio en las células β. Obesidad. 151 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Funciones de la insulina. La insulina tiene un gran número de efectos metabólicos, de forma que además de tener gran importancia a la hora de mantener la glucemia, incrementa la captación de aminoácidos por parte del músculo a la vez que evita su degradación e incrementa la síntesis de proteínas cuando se aumenta su secreción (mediante la dieta) tras la ejecución de un ejercicio intenso. Algunas de sus principales funciones son aquellas por las que aumenta la entrada de glucosa al músculo, incrementa la captación de aminoácidos y disminuye su catabolismo. En ese sentido, Manchester (1970) señala que esta hormona facilita el transporte de aminoácidos al interior del músculo, especialmente los de cadena ranificada (valina, leucina e isoleucina), la tirosina y la fenilalanina. También la insulina tiene un efecto directo sobre la síntesis de proteínas, ya que actúa directamente sobre los ribosomas aumentando la traducción del ARNm y potenciando la formación de nuevas proteínas. Es un hecho constatado que en ausencia de insulina los ribosomas interrumpen su función deteniéndose la síntesis de nuevas proteínas. Así mismo, la insulina inhibe el catabolismo proteico al disminuir la tasa de liberación de aminoácidos por las células (especialmente las musculares). A largo plazo, la insulina también tiene una acción directa sobre el mecanismo de transcripción celular. Deficienciade deInsulina Insulinayy Deficiencia Excesode deGlucagón Glucagón Exceso Captacióndisminuida disminuida Captación deGlucosa Glucosa de Catabolismoproteico proteico Catabolismo aumentado aumentado LipolisisElevada Elevada Lipolisis Hiperglucemia. • •Hiperglucemia. Glicosuria. • •Glicosuria. . Glicosuria •Diuresis osmótica •Diuresis osmótica Deplecciónelectrolítica electrolítica • •Deplección Aminoácidosplasmáticos plasmáticos • •Aminoácidos elevados. elevados. Pérdidade deNN2en enlalaorina. orina. • •Pérdida 2 Ácidosgrasos grasoslibres. libres. • •↑↑Ácidos Cetogénesis. • •Cetogénesis. . Cetogénesis • Cetonuria. • Cetonuria. Cetonuria. Cetonemia. • •Cetonemia. . Cetonemia DeshidrtaciónyyAcidosis Acidosis Deshidrtación Cuadro 10.1. Efectos de la deficiencia de insulina y exceso de glucagón. Fuente Vara et al. (2000) Por el contrario, cuando el organismo presenta un déficit en la formación, secreción o regulación de la insulina, se producen alteraciones en el metabolismo de las grasas, los hidratos de carbono y proteínas. En relación con las proteínas el efecto es un aumento del catabolismo proteico que se une a una disminución en la captación de glucosa y un aumento de la lipolisis. 152 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Efectos de la insulina sobre el metabolismo de las proteínas. La insulina tiene un efecto anabólico sobre el metabolismo de las proteínas, ya que permite estimular su síntesis y retardando su degradación. Su función sobre el nabolismo de las proteínas se produce al nivel de los mecanismos de transcripción del ARNm. Paralelamente no podemos descartar su importante función sobre los mecanismos de transporte de los aminoácidos al interior de la célula. Este mecanismo ha sido aprovechado en la forma en que los deportistas realizan su aporte proteico después del entrenamiento de fuerza. En ese sentido, tras la aplicación de las cargas de entrenamiento se deben tomar compuestos de proteínas e hidratos de rápida absorción con el fin de provocar una descarga de insulina que acelere y garantice el aporte necesario de nutrientes a la célula muscular. Efecto sinérgico de la insulina con la hormona de crecimiento (GH). Es un hecho que la insulina está vinculada a la secreción de la hormona de crecimiento en el organismo. Cuando se suministra glucosa al organismo, logicamente, se produce un aumento de la glucemia que provoca una descarga importante de insulia, la cual se continúa en el tiempo con una disminución de la glucemia que favorece un aumento significativo de la producción de la hormona de crecimiento que trata de nivelar los niveles de glucosa en sangre. Es decir, el descenso de la glucemia viene asociado, salvo casos como el sueño o enfermedades como la acromegalia, la insuficiencia renal o la desnutrición extrema, a la estimulación de la GH. Pero no olvidemos que la relación de la GH con la glucemia es de dos tipos: inicialmente produce una ligera acción hipoglucemiante, pero posteriormente, después de varias horas tiene efecto hiperglucemiante. La administración combinada de estas dos hormonas potencia de forma significativa el crecimiento de los tejidos, demostrando una acción sinérgica de gran interés para aquellos que buscan importantes hipertrofias musculares. Sin embargo, estas mismas personas deben tener en cuenta que el uso aislado y/o excesivo de alguna de ellas de forma exógena puede conducir a situaciones bastante desagradables ya comentadas. 250 P E 200 S o (grs))150 Hormona Crecimiento + Insulina Extracción de Pancreas e Hipófisis Hormona Crecimiento 100 Insulina 50 0 0 50 100 150 200 250 300 Días Cuadro 10.2. Efecto sinérgico de la GH y la Insulina sobre el crecimiento de ratas 153 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Funciones de la insulina durante el ejercicio. Cumple numerosas funciones interesantes para la práctica deportiva, tanto en los deportes fuerza como en los de resistencia. La relación entre la insulina, la glucosa y el potasio, juega un doble fin, que actúa al nivel de la permeabilidad de la membrana celular facilitando la entrada de glucosa y de potasio durante la realización de esfuerzos prolongados, actuando, por lo tanto, como un eficaz desfatigante. Durante el ejercicio mantiene un comportamiento opuesto al de la hormona de crecimiento (GH), excepto cuando el ejercicio es de gran intensidad. Sin embargo, la insulina participa en el intercambio proteico, promoviendo la síntesis de la mayoría de los tejidos junto a la GH y a los andrógenos, en oposición a la función reservada al glucagón y el cortisol que es opuesta a la de esta hormona. También activa aquellas enzimas encargadas de permitir la entrada de los ácidos grasos libres dentro de la célula adiposas, la síntesis de los mismos y su almacenamiento en forma de lípidos, lo que resulta un comportamiento opuesto al de la adrenalina, el glucagón y la hormona de crecimiento. Los niveles de glucosa en sangre deben oscilar entre los 1.25 y 0.75 gr/l, de forma que si los valores son muy elevados, el páncreas empezará a secretar insulina para reducirlo. Sin embargo, un exceso de insulina conduce a un estado de hipoglucemia, que cuando alcanza valores <2 mmol/l (<0.35 gr/l) puede traducirse en un estado de profunda alteración metabólica en el cerebro y posiblemente un estado de coma (shock hipoglucémico). Vinculación entre la insulina y el entrenamiento de la fuerza. Junto a las somatomedinas tiene un papel importante en la diferenciación de la célula muscular. Se utiliza como anabólico junto a los esteroides y la hormona de crecimiento. Su efecto anabólico en el músculo viene determinado por factores antes descritos, como aquellos que incrementan la entrada de glucosa, incrementan la captación de aminácidos y disminuyen su catabolismo, y estimulan el crecimiento del mioblasto. Los cambios hormonales que se producen durante el ejercicio quedan invertidos durante la fase de recuperación, de forma que la insulina tiende a recuperar los niveles de partida a los 3’-5’ de finalizar el ejercicio. Algunos culturistas intentan incrementar los niveles de insulina endógena, tras el ejercicio, mediante la utilización de dietas líquidas, ricas en hidratos de carbono antes y durante el trabajo con pesas. Sí inmediatamente de terminar el ejercicio, el deportista toma una dosis de proteína de suero con una pieza de fruta, u otro hidrato potente y una cucharada de aceite de linaza, veremos que resulta un método eficaz para provocar una descarga de insulina y elevar los niveles de captación de hidratos de carbono y proteínas por parte del organismo. En los ejercicios prolongados, la insulina, gracias a que aumenta la permeabilidad de la membrana, favorece la entrada de glucosa y de potasio en la célula, actuando como desfatigante en esfuerzos que provocan elevados niveles de cansancio (Mondenard - 1991). 154 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Utilización de insulina exógena. En clínica la insulinoterapia es la terapia básica en personas que padecen diabetes tipo 1 y en las que padeciendo la de tipo 2 responden mal a antidiabéticos orales. Su uso trata de imitar el patrón de secreción endógena mediante la utilización de medicamentos derivados de insulina humana recombinante que presentan diferentes impactos (velocidades de acción) sobre el organismo. Tipo Insulina Rápida Intermedia Lenta Vía de Aplicación i.v. i.m. s.c. s.c. s.c. Inicio de Acción < 1' 5' 20'-60' 1h–3h 4h–6h Pico de Acción 1'-3' 30'-60' 1h–3h 4 h – 10 h 8 h – 20 h Duración 5' 60' – 90' 6 h – 8h 12 h – 20 h 30 h Tabla 10.1. Utilización de la insulina exógena. En el deporte se utulizan especialmente los de acción rápida, en dosis que deben ser ajustadas de forma individualizadas y aplicadas durante las fases inmediatamente posteriores a la finalización de la sesión de entrenamiento. Suelen acompañar a ingestas de H. de C. y proteínas de rápida asimilación. El uso de insulina exógena ha aumentado considerablemente entre muschos deportistas que buscan elevadas hipertrofias musculares, no haciendo demasiado caso de los riesgos asociados que acompañan a esta práctica ilegal. Los deportistas que hacen uso de insulina exógena en ocasiones lo hacen intentando compensar la hiperglucemia producida por la utilización de la GH. También la emplean para ayudar a incrementar su tamaño muscular, pero deberán tener presente que el porcentaje de grasa también aumentará, lo que no suele ser el objetivo buscado por la mayoría de los deportistas. Para evitar este problema, los deportistas que se inclinan por la utilización exógena de insulina, combinan la hormona con algún agente lipolítico (hormona de crecimiento, esteroides, etc..), con lo que logran potenciar significativamente el crecimiento muscular (efectos anabólicos y anticatabólicos sumados). Normalmente, algunos culturistas utilizan 4 a 8 unidades los días que entrenan y no la usan los días de descanso, lo que me lleva a la utilización de 16 a 32 unidades por semana. Entre estos deportistas se recomiendan 6 unidades de insulina si pesas de 50 a 80 kilos de peso, 8 unidades si pesara de 80 a 100 kilos de peso, de 10 a 12 unidades si pesara más de 100 kilos, sabiendo que suele presentarse en diosis de 100 unidades por cada centímetro cúbico. 10.2. Hormonas tiroideas. La glándula tiroides contiene unos folículos globulares cuyas células, células epiteliales foliculares, sintetizan las hormonas tiroideas tiroxina (T4) y triyodotironina (T3), estando regulada su producción por la acción de la tirotropina (TSH). Ésta hormona reguladora es una hormona sintetizada en la adenohipófisis 155 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. e influenciada a su vez por la acción de la tiroliberina (TRH). Una vez que la TSH está en el torrente sanguíneo las hormonas tiroideas circulan unidas a proteínas (TBG) o de forma libre. Cuando alcanza la célula diana se une a su receptor en la membrana. El receptor de las hormonas tiroideas está acoplado a la adenilciclasa por medio de proteínas G que posteriormente se transforma en AMPc que es quien media los efectos de la TSH. Cuadro 10.3. Regulación de la secreción de las hormonas tiroideas. Hipotálamo Hipotálamo + TRH TRh - Adenohipófisis Adenohipófisis + TSH TSH + T3,T 4 GlándulasTiroideas Tiroideas Glándulas T4, T3 La de las primeras acciones que realizan las hormonas tiroideas es convertir T4 en T3 por acción de la enzima 5´-yodinasa. La T3 es una hormona 2 a 4 veces más activa y rápida que la T4, produciendo sus efectos en un plazo de horas. La relación entre estas dos hormonas es de 1:100. Funciones de las hormonas tiroideas sobre los tejidos. El principal papel que desempeñan las hormonas tiroideas es la de regular el mecanismo de transcripción nuclear de un gran número de genes relacionados con enzimas proteicas, proteínas estructurales, proteínas de transporte y otras sustancias. Así mismo, uno de los objetivos fundamentales de estas hormonas es el músculo esquelético, donde modula la actividad de diferentes genes relacionados con distintas isoformas de cadenas pesadas y ligeras de miosina (MHC y MLC). Especialmente importante, en el mundo del entrenamiento, es su efecto sobre la normal expresión de MHC rápida y, particularmente, para los genes de MHCIIb (Adams et al. 2000), sin que necesariamente existan estímulos mecánicos (cargas de entrenamiento) paralelos. Así, hoy en día, sabemos en na situación de baja producción de hormonas tiroideas (hipotiroidismo) favorece la expresión de isoformas lentas, mientras que en una situación de aumento de producción de hormonas tiroideas se producirá el efecto contrario (Fitzsimons et al. 1990), aunque estas respuestas actúan de forma diferente según el grupo muscular y su composición, morfológica y funcional, interna. Para ello, es necesario que la mayor parte de T4 debe transformarse en T3, la cual tiene una mayor afinidad con los receptores intracelulares específicos de las hormonas tiroideas. Estos receptores están unidas a las cadenas de ADN, o en sus proximidades, por lo que al crearse el complejo hormona-receptor se activa el mecanismo de trancripción celular que da lugar a un elevado número de ARNm 156 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR diferentes que permiten formarde proteínas (fundamentalmente enzimáticas y mitocondriales). Comportamiento de las hormonas tiroideas durante el ejercicio. El comportamiento de las hormonas tiroideas durante la actividad física en la actualidad no es totalmente comprendida, aunque existen algunos aspectos perfectamente descritos en la bibliografía especializada. Hace ya mucho tiempo que se vincula la intensificación de la actividad de las glándulas tiroideas con el incremento del metabolismo oxidativo durante el ejercicio, aunque más recientemente se asocia a estas hormonas a diversos aspectos vinculados con el rendimiento deportivo. Debemos tener en cuenta que la velocidad de contracción es proporcional a la actividad de la miosino-ATPasa. La miosino ATPasa está determinada por la composición de las isoenzimas de la meromiosina. La actividad metabólica de la T3 es probablemente el más potente regulador de la composición de las isoenzimas de la meromiosina. Existen variaciones según edad y sexo (T3→↑ tipo FT). Diversos hábitos de deportistas que entrenan fundamentalmente la fuerza pueden afectar a los niveles normales de hormonas tiroideas circulantes. Las dietas severas previas a la competición, las dietas bajas en hidratos de carbono y el uso de esteroides son algunos de los factores que alteran este mecanismo hormonal. Por el contrario, el uso de estas hormonas de forma exógena actúan destruyendo rápidamente a los esteroides. Se piensa también que la hormona liberadora de la tirotropina (TRH) pueda ser útil en aquellos deportistas que presentan alteraciones en el funcionamiento del eje hipotalámico-hipofisario-testicular, al aumentar la producción de otras hormonas de la parte anterior de la hipófisis como la GH y la LH. Algunos culturistas utilizaron Cytomel (liotironina sódica) durante las etapas previas a la competición, pues este fármaco permitía realizar dietas menos agresivas (hipocalóricas) por su alto poder lipotrópico, a la vez que se lograba mantener una musculatura bien definida. El problema del usar estas hormonas de forma exógena está en que en dosis elevadas o prolongadas podía conducir a un estado de hipotiroidismo crónico. Interacción con otras hormonas. Actualmente está perfectamente descrita la relación existente entre las hormonas tiroideas y la hormona de crecimiento. Cuando los niveles de T3 son incrementados en el organismo, la actividad adenohipófisis conduce a un aumento progresivo de los niveles de GH, aunque este comportamiento no es lineal, de forma que sobrepasada una tasa concreta de T3 el mecanismo se invierte disminuyendo los valores de GH circulante. 157 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. GH ? T3 T3 IGF-I Proliferación celular Cuadro 10.4. Relación entre las hormonas tiroideas y la de crecimiento. Al incidir las hormonas tiroideas sobre la hormona de crecimiento, también lo hace indirectamente sobre los factores de crecimientotipo insulínico. Debemos recordar que cuando la GH aumenta activa la producción de IGF-I en el hígado desencadenando un mecanismo de retroalimentación inversa entre ambas hormonas. Utilización exógena de hormonas tiroideas. Estas hormonas mantienen el metabolismo de los tejidos en un grado adecuado que permitan realizar con normalidad la función que le está asignada e influyen sobre el crecimiento, la diferenciación y el metabolismo en los niños, mientras que en el deporte se usa para estimular la síntesis proteica (proteínas mitocondriales) y disminuir la grasa corporal. Realmente no es una hormona anabólica, sino que actúa de forma paralela a hormonas de estas características como la GH, los esteroides androgénicos anabolizantes y la insulina, especialmente cuando se busca aumentar la cantidad de masa muscular limpia de grasa. En realidad, lo que determina el efecto anabólico o catabólico de las hormonas tiroideas son su tasa y la interacción con otras hormonas. Una situación en las que las tasas son suprafisiológicas predominarán los procesos catabólicos, algo que podemos comprender al pensar en la pérdida de peso que se observa en aquellas personas que padecen hipertiroidismo. Algunos también indican que su uso (Eulipos, Choloxin, Dynothel; Eferox; Eltroxim, etc,. (T4), Cynomel; Cytobin; Cytomel; etc., (T3)) junto a esteroides anabolizantes disminuye el efecto de desgaste del tejido muscular. Su utilización, en estos casos, corresponde a las fases de definición y de incremento de densidad muscular de los culturistas, o en los momentos de ajuste de peso en los deportes en los que existen categorías en razón de esa variable. La combinación de fármacos tiroideos y esteroides es utilizada por algunos culturistas, debiéndose recordar que los esteroides bajan los niveles de hormonas tiroideas en sangre, mientras que las sustancias tiroideas exógenas producen una destrucción rápida de los esteroides, a la vez que favorece la pérdida de tejido muscular. 158 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR BIBLIOGRAFÍA. Adams, GR., Haddad, F., McCue, SA. Effects of spaceflight and tyroid defcy on rat hindlimb. (2000). Fitzsimons, D., Diffee, G., Herrick, R., Baldwin, K. Effects of endurence exercise on isomyosin patterns in fat and slow twitch skeletal muscles. J. Appl. Physiol. 68: 1950-1955. (1990). Manchester, KL. Sites of hormonal regulation of protein metabolism. En Mammalian Protein Metabolism. Edit. Munro, HN. Academic Press Inc., New York. Vol. 4:229-298.(1970). Mondenard, JP. “Dictionnaire des substances et procedes dopants en pratique sportive”. Masson, Paris , Milan. (1991). Vara, E., García, C., Villa, N. Hormonas pancreáticas: insulina, péptido-C, amilina. En Tresguerres et al. Tratado de endocrinología básica y médica. 1584-1594. (2000). 159 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. 160 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Capítulo 11 Esteroides androgénicos - anabolizantes 11.1. Testosterona, otros esteroides andrógenos y esteroides de síntesis. realidad ilegal del deporte moderno. Resulta imposible hablar de esteroides sin tener que entrar en el escabroso tema del doping. El doping sigue siendo uno de los principales problemas para poder cuantificar la verdadera eficacia de los puntos anteriormente señalados en relación con el progreso de los rendimientos deportivos. A pesar de los enormes esfuerzos realizados para crear controles antidopajes, incluso ser perseguido desde el punto de vista legal (ver el Título VIII de la Ley del Deporte de 1990), la solución del problema está lejos de llegar. El uso de sustancias o técnicas externas a la propia naturaleza del sujeto o los procesos de entrenamiento, que tienen como objetivo último incrementar los niveles de rendimiento durante la práctica deportiva, están prohibidas y son consideradas como DOPING. Tal y como reconoce Rodriguez-Bueno (1991) el hombre, siempre que ha practicado deporte, ha ensayado diversos medios que le permitieran incrementar su rendimiento, disminuir su fatiga y recuperar posteriormente la energía gastada. La lamentable proliferación de técnicas prohibidas entre los practicantes de numerosas manifestaciones deportivas, convierte a las competiciones, en un enfrentamiento desigual, en el que los que se inclinan por el cumplimiento estricto de la normativa vigente, salen seriamente perjudicados. ¿Qué solución queda?. Creemos que sólo queda la solución de aguantarse, abandonar, claudicar o modificar la reglamentación vigente para que su uso e implantación se generalice entre aquellos que quieran utilizarlo sin riesgo de ser sancionados. El dopaje en el deporte consiste en emplear, infringiendo los reglamentos de las organizaciones deportivas competentes, sustancias o categorías de sustancias que están prohibidas (Consejo de Europa. Carta Europea contra el Dopaje en el Deporte - 1984). Este organismo destaca los siguientes aspectos: Golpea al deporte en su mismo corazón. Ignora el fundamento ético y humano del deportista y de la actividad física recreativa en la alta competición. Destruye los beneficios buscados con la práctica del deporte, conduciendo al envilecimiento de la persona. Con la práctica del doping se utiliza al deportista, se le manipula y se le transforma en instrumento, con un objetivo que no es su desarrollo integral en libertad y en dignidad. Al tratar de mejorar artificialmente las cualidades deportivas, va en contra de una competición justa y equitativa. Es contrario al principio, según el cuál el deporte debe ser una actividad sana. 161 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Los recientes escándalos provocados por famosos casos de doping. Son muchas las evidencias y comprobaciones que permiten afirmar la existencia, en ocasiones significativa, de sustancias dopantes en la práctica deportiva. Quizás los hechos más populares o llamativos lo constituyen los casos detectados en Juegos Olímpicos o competiciones de máximo nivel, aunque no es precisamente en estas competiciones donde se suele comprobar con fiabilidad su existencia. Sería imposible señalar todos los casos acontecidos, ya que no se ajusta al objeto del capítulo, pero podemos destacar algunos de los casos más recientes de los que tenemos referencia. AÑO 1968 LUGAR CONTROLES Grenoble 86 POSITIVOS 0 1968 Méjico 668 1 1972 Sapporo 211 1 1972 Munich 2079 7 1976 1976 Insbruk Montreal 390 2061 2 11 1980 Lake Placid 426 0 1980 Moscú 2200 0 1984 Sarajevo 408 1 1984 Los Angeles 1520 11 1988 1988 Calgary Seúl 422 1601 1 10 1992 Albertville 522 0 1992 Barcelona 1871 5 1994 Lillehammer 529 0 1996 2000 Atlanta Sydney 2847 9 (2) 2004 Atenas Tabla 11.1. Controles realizados en Juegos Olímpicos y casos de positivos. Fuente: Gordillo (1997). En los JJ.OO. de Seúl (1988) se detectaron nueve casos, destacando el caso de B. Johnson (estanozolol) y el de los españoles Mariaca (pemolina) y Quesada (propanolol). En los siguientes JJ.OO. celebrados en Barcelona (1992) se detectan 5 casos de positivos (4 atletas y uno de voleibol). Durante los JJ.OO. celebrados en Atlanta (1996), se dan 11 casos de positivos en el control antidopaje, de los que sólo dos fueron sancionados, destacando el fenómeno del Bromantán, encontrado en Tradenkova (atleta) y Zhivanevskaja (nadadora), producto incorporado a la lista poco tiempo antes del inicio de la Olimpiada por poseer efectos estimulantes y enmascarar otras sustancias. Para terminar, quisiéramos destacar la no-existencia de casos positivos durante la celebración de los Juegos Olímpicos de Moscú-1980. Sorprendente ¿no? 162 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Wagman et al. (1995) en una entrevista a 26 miembros del equipo americano de powerlifting, con el fin de conocer si habían utilizado esteroides anabolizantes y sobre la eficacia de los controles que actualmente se realizan, concluyen que el 60% (15 sujetos) reconoce haber utilizado alguna sustancia prohibida en algún momento de su vida, de los cuales el 66.7% usó esteroides anabolizantes, además que muchos de ellos reconocían que los controles actuales no son los suficientemente eficaces para controlar el uso de sustancias prohibidas4. Una muestra de ello es que en los Juegos Olímpicos (invierno y verano) de 1984, 1988 y 1992, fueron controlados 6.609 atletas, de los que sólo 29 (0.4%) dieron positivo, y de ellos 12 (0.2%) con esteroides. Por esta razón, y dada la complejidad del problema, el hecho de que sean mencionadas en este apartado tiene como única finalidad aumentar los conocimientos de una realidad, cada vez más extendida y, a la vez, más perseguida en el deporte moderno, lo que obliga a su conocimiento básico por todo profesional dedicado a este tipo de actividades. La eliminación de un problema no pasa por ignorarlo, sino por su conocimiento para posteriormente afrontarlo mediante la adecuada educación y concienciación. Los responsables oficiales de la lucha contra el doping, reconocen como única estrategia válida, un proceso que se compone de tres fases: 1. Reconocimiento de la existencia del problema. 2. Evaluación de sus posibles consecuencias. 3. Implantación de medidas disuasorias. Lamentablemente, durante el Tour de Francia del año 1998, el llamado caso Festina ha desatado la caja de los truenos, marcando para el problema del doping un antes y un después en su historia, pudiendo llegar a convertirse en el punto de arranque de su solución definitiva. Otro escándalo relevante tuvo lugar en la liga italiana de fútbol, donde el entrenador checo del Roma (Zdenek Zeman) sacó a la luz un increíble submundo de posibles jugadores dopados, federaciones que hacían la vista gorda a semejantes prácticas y de laboratorios que alteraban los resultados de los análisis de los controles antidopaje, que culminaron con la dimisión del presidente del C.O. Italiano (Mario Pescante). Por desgracia, desde hace algunos años se puede ver como atletas, representantes o directivos cuestionan en muchas ocasiones la validez de los análisis que terminan en positivos, muchas veces buscando el más pequeño fallo que pueda venir del procedimiento utilizado. Otro de los grandes escándalos deportivos relacionados con el uso de sustancias prohibidas fue el informe realizado por la comisión Dubin creada en 1990 por el gobierno canadiense con motivo de la descalificación del velocista B. Johnson5 durante los JO de Seúl. De su actuación se dedujo que durante el período 1983-1988 muchos deportistas de ese país (halterófilos y atletas) habían utilizado sustancias dopantes. En ese mismo informe se detalla que el entrenador Ch. Francis empezó a utilizar anabolizantes con sus atletas (Issajenko) durante la 4 Es corriente que aquellas personas amigas de los esteroides empleen sustancias (fundamentamente diuréticos) para enmascarar el uso de esatas sustancias prohibidas. Sustancias como Bromantan, Probenecid, Alopurinol, e incluso la epitestosterona son las más populares con estos fines. 5 En realidad, la base de su tratamiento era hormona de crecimiento, inosina y Winstrol (estragol). 163 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. temporada 1979-80. Por su parte, Astaphan y Kerr, médicos que colaboraron con Francis en el tratamiento de atletas con anabolizantes, se disculparon señalando que de esa manera estaban protegiendo la salud de estos deportistas. No podemos terminar este breve repaso sin mencionar el escándalo en el que se ve envuelto el fútbol profesional europeo. Durante la temporada 2000/2001 han sido varios los jugadores de Liga italiana que han dado positivos, igual que lo que ha ocurrido con algunos jugadores de la selección nacional holandesa (Davids y De Boer), lo que ha puesto mayor presión sobre el uso de algunas sustancias que se usan normalmente como simples ayudas ergogénicas y abre el debate sobre la fiabilidad de los controles antidopaje. Posicionamiento sobre el doping. En cualquier caso y sin decantarnos a priori hacia una u otra posibilidad (despenalización o endurecimiento de las medidas de control y castigo), quisiéramos comentar un hecho sorprendente que sucede durante este escándalo. Tras el reconocimiento por parte de numerosos deportistas, técnicos y directivos de que el uso de sustancias prohibidas es un hecho generalizado en el deporte, el máximo responsable mundial del deporte, Samarach, Presidente del C.O.I. en dichas fechas y que en el pasado alentaba tajantemente las normativas de control y vigilancia del doping, que ratificó la expulsión y casi lapidación pública de B. Johnson tras la final de 100 metros de los J.O. de Seúl, se desmarca con la siguiente declaración: “aquellas sustancias que incrementan el rendimiento pero no dañan la salud no deben considerarse sustancias dopantes”. ¿Podría mi admirado mandatario explicar cómo se puede medir el riesgo para la salud del deportista? ¿Qué debemos entender por salud?. Desde luego no creemos que esté haciendo referencia al término de salud que emplea la O.M.S. Indudablemente, ha llegado el momento de solucionar el problema y aclarar la situación. No valen ya ambigüedades que sólo crean confusión donde nadan a sus anchas los más avispados y las personas con menos escrúpulos. La clave de una prevención para el uso de sustancias dopantes es la educación de técnicos y deportistas. Sólo cuando un problema se conoce se pude luchar contra él. La ignorancia y el oscurantismo es el mejor caldo de cultivo para todos esos falsos gurus que tanto abundan en el deporte y, muy especialmente, en el mundo del dopaje. Nadie confundir conocer o mostrar, con promover. Eso es lo que intentan algunos hacer ver lanzando cortinas de humo para ocultar sus propias mentiras. ¿Verdad que algunos saben que estamos hablando? Manifestada nuestra posición sobre el problema del doping en el deporte, pasaremos a una breve descripción del uso de determinadas hormonas, y derivados, que frecuentemente se utilizan conjuntamente al entrenamiento de la fuerza. En este bloque no debemos incluir sólo los esteroides androgénicosanabolizantes, sino aquellas otras hormonas o sustancias que puedan incrementar la producción endógena de testosterona. Los esteroides androgénicos-anabolizantes sintéticos. Los esteroides androgénicos-anabolizantes fueron utilizados por los alemanes durante la II GM con el fin de aumentar la agresividad de los soldados. En el mundo del deporte se popularizan a partir de los años 50, al ser utilizados por 164 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR halterófilos americanos y soviéticos. En 1958 aparece el primer andrógeno sintético: la Methandrostenolona (Dianabol), la cuál hoy en día aún sigue utilizándose de forma profusa entre los/las amantes del doping en el deporte. Estas sustancias constituyen un grupo heterogéneo de compuestos sintéticos derivados de la testosterona que suelen clasificarse en tres series diferentes dependiendo de la afinidad estructural con los anillos del androstano, androsteno o estreno. Al igual que los andrógenos naturales, como la testosterona, los esteroides de síntesis al ser consumidos por vía oral son rápidamente inactivados por el organismo en el hígado, razón por la que se utilizan los esteroides sintéticos que sufren en menor grado este proceso. Los esteroides sintéticos presentan estructuras químicas semejantes a los naturales, aunque con algunas diferencias que condicionan sus características y propiedades (velocidad de absorción y catabolismo). Todos los esteroides anabolizantes tienen como base estructural un esqueleto de 17 átomos de carbono que forman tres anillos ciclohexanos y otro pentahexano formando un núcleo ciclopentanoperhidrofenantreno. Básicamente, podemos hablar de tres modificaciones principales de la molécula de testosterona que la hacen farmacológicamente activa y de interés para los efectos fisiológicos que buscan los especialistas para su aplicación médica y/o los deportistas y entrenadores para la mejora del rendimiento: Cuadro 11.1. Numeración de los átomos de carbono de un núcleo ciclopentanoperhidrofenantreno Tipo 1. Son derivados de la testosterona con una esterificación del carbono 17 (17β-OH) con ácidos carboxílicos. Utilizado en forma de inyecciones, permiten una liberación retardada (más lenta cuanto más grande es el éster) del esteroide a la sangre. Los más utilizados son: decanoato de nandralona, fenilpropianato de nandralona, acetato de metenolona, enantato de metenolona, cipionato de testosterona, enantato de testosterona, propianato de testosterona y boldenona. Tipo 2. Alquilación en la posición 17α, que permite que los esteroides orales no sean inactivos después de su paso por el hígado, manteniendo una elevada actividad anabólica y una baja actividad androgénica. Su eliminación por el organismo es rápida, por lo que precisa de una administración diaria, aunque al tener que pasar por el hígado provocan un esfuerzo importante del mismo que a la larga puede dañarlo, especialmente en los esteroides complejos a los que le unen algún otro 165 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. elemento. Los más utilizados: danazol, estanozolol, metandrostenolona, oxandralona y oximetolona. etilestronol, Tipo 3. Diferentes alteraciones en los carbonos 1 (mesterolona), 2 (drostanolone), 9 (fluoximesterona) y 19 (19-nortestosterona). Tipo 4. Derivados de la 19-nortestosterona (nandralona, trembolona, noretandralone). Son esteroides que incorporan un grupo metil en el carbono 19, lo que permite disminuir la mayor parte de su efecto virilizante y manteniendo un elevado potencial anabólico. Cuadro 11.2. Modificaciones más comunes de la estructura química de un esteroide (ciclo pentanoperhidroferantreno) Modo de uso de los esteroides androgénicos anabolizantes. En el deporte su utilización se hace de muy diversas formas (vía oral, vía percutánea, vía subcutánea, perlingual, intramuscular, etc,.), aunque lógicamente con diferente efectividad. Así, la mayor parte de la testosterona pura que se utiliza por vía oral queda casi totalmente inactivada (90-95%) al pasar por el tubo digestivo, donde es atacada por bacterias intestinales, y por el hígado, donde es metabolizada. Es por esta razón por la que se emplean derivados, como ocurre con las modificaciones del carbono 17, donde al introducir un grupo CH3 se protege al esteroide de los ataques que sufre en el intestino. Las alteraciones de la molécula también sirven para potenciar alguno de sus efectos, como ocurre con los cambios en C1 que permiten potenciar los efectos anabolizantes de los esteroides, evitando que sean minimizados durante su ingesta. Por el contrario, algunos de sus usos, resultan menos eficaces por la forma en que éstos actúan sobre el organismo. Así, los esteroides utilizados por vía percutánea se asimilan en un 25% aproximadamente, haciéndose necesario la utilización de sustancias (éster de testosterona) para incrementar su eficacia. 166 Los esteroides que se suministran por vía oral son productos que están preparados para ser ingeridos a través del tubo gastrointestinal y esto permite que sean fáciles de emplear. Tienen el inconveniente de ser destruidos con facilidad por el hígado, aunque por la misma razón resultan altamente tóxicos para éste órgano. Su vida media suele ser muy corta (2-4 horas). Por estos motivos la efectividad del uso de esteroides pasa por suministrar dosis muy elevadas para garantizar su ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR efecto (50-80 veces la dosis fisiológica) y poder mantener concentraciones elevadas durante todo el día. Al ser captados fácilmente por el hígado llegan a producir con frecuencia hepatotoxicidad, especialmente los que tienen un grupo alquilado en el carbono 17. Entran y salen rápidamente del organismo por lo que deben ser suministrados constantemente para mantener sus niveles en el mismo. Nombre Nombre Nombre Genérico Comercial Comercial Metandrotenolona Dianabol Oxandrolona Anavar Estanozolol Winstrol / Stromba Oximetalona Anadrol / Anapolon Halotestin / Oreton / Fluoximesterona Metiltestosterona Stennox Metandren Mesterolona Proviron Metandienona Lanabolin / Anabol Undecanoato Testosterona Testosterona Andriol Testoster. Metenalona Boldenona Boldane / Boldebal Primobolan Acetato Nombre Genérico Tabla 11.2. Distintos esteroides anabolizantes de suministro oral y su nombre comercial. La vía rectal es de fácil administración y tiene le ventaja de evitar en gran medida el efecto destructivo de su paso por el hígado, pero no están demasiado comercializados. Lograr una concentración elevada y mantenida en el organismo, supone tener que suministrar varias dosis diarias. Para algunos deportistas esta dependencia y la forma de suministrarse lo convierte en un método incómodo y poco deseado. La vía sublingual es de fácil empleo, rápida absorción y evita su destrucción en el sistema digestivo, aunque genera irritación de las mucosas bucales y un aporte irregular. Su uso duplica la eficacia de la vía oral, aunque su toxicidad es similar. Mientras se toma el esteroide por esta vía, no se debe beber ni comer, ni tampoco tragar la pastilla. La aplicación en la mucosa nasal resulta un método poco difundido que tiene la ventaja de evitar ser captada rápidamente por el hígado para ser metabolizada, pero tiene el inconveniente de plantear una absorción muy irregular a la vez que es eliminada con gran facilidad. Otras vías (parenteral: intramuscular, intravenosa o subcutánea): La dosis intramuscular es la más eficaz, menos tóxica y mejor de controlar, a pesar de que su utilización debe ser cuidadosamente controlada y cumpliendo los requisitos higiénicos propios de este tipo de actividad. Su mayor ventaja es la de poseer una vida media más prolongada que la de esteroides anabolizantes suministrados por vía oral. 167 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Nombre Genérico Enantato Testosterona Propianato Testosterona Fenilpropianato Nandral. Estanozolol Drostanolona Propianato Acetato Trenbolona Nombre Comercial Testosviron / Delatestryl Oreton / Testex Anadur Winstrol / Strombaject Permastril / Masteron Parabolan / Finaject Nombre Genérico Cipionato Testosterona Decanoato Nandralona Laurato Nandralona Enantato Metenolona Undecilanato Boldenona Suspensión Testosterona Nombre Comercial Depotestosterona Decadurabolin Laurabolin Primobolon Depot. Parenabol / Maxigan Testolin Tabla 11.3. Esteroides anabolizantes de vía parental y sus nombres comerciales. Los implantes subdérmicos permitiendo tasas elevadas durante largos perídos de tiempo (meses). La vía transcutánea (ejemplo: androdern) tienen la ventaja de la localización y reabsorción regular, permitiendo tasas estables en la concentración del esteroide, pero la desventaja de que necesita un complemento intramuscular para incrementar las dosis. El punto donde mejor absorción tiene la piel es en el escroto (40 veces más que en el antebrazo). Esteroides androgénicos-anabolizantes más utilizados. Es conveniente, incluso obligatorio, para todos aquellos que no quieran incumplir la reglamentación actual, revisar la lista de productos prohibidos que periódicamente sale publicada, especialmente cuando el deportista sufre alguna patología por la que debe utilizar algún tratamiento farmacológico. Lo contrario sería aceptar de forma voluntaria el uso antirreglamentario de sustancias que mejoran de forma artificial el rendimiento. Nombre Comercial Nombre Comercial Abirol Methandienona Anadur Hexiloxifenil propianato de testosterona Androstenediona Androstenediona Anatrophil Oxandralona y aminoácidos esenciales Androxon Testosterona Undecanoato Anavar Oxandralona 168 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Nombre Comercial Nombre Comercial Andractim Dihidrotestosterona en gel Andractim Dihidrotestosteron a en gel Androgenol Testosterona activa por vía oral Android Metiltestosterona Anadrol Oximethalona Anapolon Oximethalona Anasterona Oximethalona Androtardyl Enantato de testosterona Andriol Testosterona Undecanoato Androderm Testosterona Androstanalona Androstanolana Andractim Androstanolana Apeton Androstanolana Anador Nandralona Anaboline Decanoato de nandralona Anabol Metandionona/ Metandrostenione Anabolin Metandionona/ Metandrostenione Andoredan Metandionona/ Metandrostenione Activin Nandralona Fenilpropianato Anabolin Nandralona Fenilpropianato Androlone Nandralona Fenilpropianato Android-F Fluoximesterona Alfa-Trofodermin Acetato Clostebole Andris Dipropianato de Metandriol Arbolic Dipropianato de Metandriol Afro Metiltestosterona Agovirin Metiltestosterona Android Metiltestosterona Androral Metiltestosterona Arcosterone Metiltestosterona Anatrophill Oxandralona Anatrofin Acatato de estembolona Andro-Cyp Cipionato de Testosterona Andronate Cipionato de Testosterona Andronaq LA Cipionato de Testosterona Agovirin Propianato de Testosterona Androfort-Richt Propianato de Testosterona Androlan Propianato de Testosterona Agovirin-Depot Testosterona Suspensión Androlan Aqueous Testosterona Suspensión Androlin Testosterona Suspensión Andronaq-50 Testosterona Suspensión Andropository Enantato de Testosterona Andryl Enantato de Testosterona Andro-100 Enantato de Testosterona Arderone Enantato de Testosterona 169 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Nombre Comercial Nombre Comercial Bionabol Metandionona/ Metandrostenione Boldebal Boldenona CHPT Ciclo-hexano propianato de testosterona Crestabolic Dipropianato de Metandriol Dianavit Methandienona Dialone Metandionona/ Metandrostenione Durabolin Nandralona Dianabol Methandienona Dynasten Oximethalona Delatestryl Enantato de testosterona Decadurabolin Nandralona de acción retardada Dynabolin Nandralona Dynabolon Undecanoato de nandralona Durandrol Dipropianato de Metandriol Durandron Propianato, fenilpropianato, isocaprato y decanoato de testosterona Deposterone Propianato, fenilpropianato, isocaprato y decanoato de testosterona DepTestosterone Cipionato de Testosterona Depo-Testosterone Cipionato de Testosterona Dep-Andro Cipionato de Testosterona Duratest Cipionato de Testosterona Delatest Enantato de Testosterona Delatestryl Enantato de Testosterona Duratestosterona Enantato de Testosterona Durathate-200 Enantato de Testosterona Ermalone Metil androstanolone Elpihormo Decanoato de nandralona Extraboline Decanoato de nandralona Encephan Metandionona/ Metandrostenione Equibolin Nandralona Fenilpropianato Equipoyse Boldenona Esiclene Formobelona Enarmon Enantato de Testosterona Everone Enantato de Testosterona Fenobolin Nandralona Fenilpropianato Fherbolico Nandralona Fenilpropianato Finaject Acetato de Trenbolona Fortabol Laurato de nandralona Fortadex Laurato de nandralona 170 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Nombre Comercial Nombre Comercial Gelovit Androstanolana Glosso-Stérandryl Metiltestosterona Ganabol Boldenona Halotestin Fluoximesterona Hybolin Decanoato Decanoato de nandralona Hemogenin Oximethalona Hybolin Improved Nandralona Fenilpropianato Hubemol Formobelona Hormobin Metiltestosterona Hilsterone Testosterona Suspensión Jebolan Decanoato de nandralona Justabovit Nandralona y vitamina B12 Laurabolin Laurato de nandralona Longivol Metiltestosterona Lipidex Oxandralona Lonavar Oxandralona Metanobal Metandionona/ Metandrostenione Masterone Metil androstanolone Methandrostenol onum Metandionona/ Metandrostenione Métandriol Dipropianato de metandriol Maxibolin Etilestrenol Mestoran Mesterolona Metandiabol Metandionona/ Metandrostenione Megagrisevit-Mono Acetato Clostebole Methyldiol Dipropianato de Metandriol Methylandrostendi ol Dipropianato de Metandriol Mesteron Metiltestosterona Methyltestosterone Metiltestosterona Miotolan Furazabol Malogen Cipionato de Testosterona Nastenon Oximethalona Nandralone Dec. Decanoato de nandralona Neo-Durabolic Decanoato de nandralona Nurezan Decanoato de nandralona Nerobol Metandionona/ Metandrostenione Naposim Metandionona/ Metandrostenione Nandrobolic Nandralona Fenilpropianato Nerobolil Nandralona Fenilpropianato Nu-Bolic Nandralona Fenilpropianato Novandrol Dipropianato de Metandriol Nilevar Noretandrolona Orateston Fluoximesterona Oxitosona Oximethalona Orabolin Etilestrenol Opopharma Nandralona Fenilpropianato Ora-Testryl Fluoximesterona Oreton Methyl Metiltestosterona 171 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Nombre Comercial Omnadren Nombre Comercial Fenilpropianato, propianato, isohexanoato, hexanoato de Testosterona Orabolin Etilestrenol Oxandralone Oxandralona Pronabol-5 Metandionona/ Metandrostenione Panteston Testosterona Undecanoato Plenastril Oximethalona Protona Metil androstanolone Proviron Mesterolona Parabolan Hexahidrobencilca rbonato de Trenbolona Pandrocine Undecanato de testosterona Percutacrine androgénique forte Testosterona líquida para absorción cutanea Pace Boldenona Primoteston Enantato de Testosterona Retabolil Decanoato de nandralona Restandol Testosterona Undecanoato Roboral Oximethalona Stenandiol Metandriol Synasteron Oximethalona Solevar Propianato de noretandrolona Steranobol Oxabalone Stromba Estanozolol Sterobolin Decanoato de nandralona Stenolon Metandionona/ Metandrostenione Superanabolon Nandralona Fenilpropianato Sybolin Boldenona Stenox Fluoximesterona Sten Propanato, Cipionato y Dihidrotestosteron a Sustenon Propianato, fenilpropianato, isocaprato y decanoato de testosterona Steranobol Stembolona 172 Acetato Clostebole Acatato de estembolona Stromba Estanozolol Tesone Enantato de Testosterona Testanate Nº1 Enantato de Testosterona Testaval Enantato de Testosterona Testo-Enant Enantato de Testosterona ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Nombre Comercial Nombre Comercial TestosteronDepot Enantato de Testosterona Propianato de Testosterona Testosterone Enantate Enantato de Testosterona Testoviron Propianato de testosterona Teslac Testolactona Theranabal Oximestarona Trophobolone Nandralona unida a la progesterona y a un estrógeno Turinabol Nandralona Fenilpropianato Trinergic Metandionona/ Metandrostenione Teston Metiltestosterona Testormon Metiltestosterona Testovit Metiltestosterona Testred Metiltestosterona Testosteron Propianato de Testosterona Testovis Propianato de Testosterona TestredCypionate Cipionato de Testosterona Triolandren Propianato de Testosterona Testa-C Cipionato de Testosterona Testadiate-Depo Cipionato de Testosterona Testoject Cipionato de Testosterona Testosterone Cypionate Cipionato de Testosterona Testogan Propianato de Testosterona T-Streuli Propianato de Testosterona Testex Elmu Prolong. Cipionato de Testosterona Undestor Testosterona Undecanoato Ultandren Fluoximesterona Virigen Testosterona Undecanoato Virilon Metiltestosterona Vebonol Boldenona Virormone Propianato de Testosterona Vasorone Oxandralona Winstrol Estanozolol Tabla 11.3. Esteroides anabolizantes más utilizados. Características principales de algunos de los esteroides más utilizados. Actualmente es fácil acceder a un importante número de guías en las que conocer detalles farmacológicos y prácticos sobre el uso de estas sustancias dopantes. En ocasiones, muchas de estas publicaciones responden a intereses comerciales concretos, por lo que sus planteamientos no siempre son demasiado rigurosos. Sin embargo, no resulta complicado tener información bastante exacta sobre la eficacia de estos productos sobre la ganancia de fuerza y/o masa muscular, llegándose a conocer con bastante fidelidad la forma de utilización más eficaz. 173 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. El Anadrol (Oximetalhona) (tabletas de 50 mg) Posiblemente es el más fuerte y el más efectivo de los esteroides orales, permitiendo grandes ganancias de masa muscular en poco tiempo (2-3 semanas). También actúa muy eficazmente entre las mujeres aunque resulta un producto poco recomendable para ellas por que puede llevar a efectos secundarios no reversibles vinculados a la virilización. Posee una gran capacidad anabólica con una elevada retención de líquidos lo que conlleva un incremento de la tensión arterial. Incide muy positivamente sobre las fibras Tipo-IIb, IIa y IIc. Es muy usada por deportistas de velocidad y resistencia a la velocidad aunque no se debe olvidar que también actúa muy directamente sobre la sintesis de células rojas de la sangre, lo que mejora la capacidad oxidativa del músculo y por lo tanto la capacidad de recuperación de entrenamientos extensivos. En medicina la oximetalona se usa para el tratamiento de anemias producidas por déficit de glóbulos rojos. La dosis habitual en el entrenamiento de fuerza está en 50-100 mg/día (1.0-1.5 mg/kg/día), durante 4 a 5 semanas. En cualquier caso, este esteroide presenta un elevado número de factores negativos, como son, su alta toxicidad para el hígado, hipertensión, ginecomastia, acné y caída del pelo. Su índice terapéutico (I)6 es 8 (A+++; V*). Todo parece indicar que se convierte (oximetalona) en estrógenos con suma facilidad (40%), lo que obliga a la ingesta paralela de antiestrógenos. Se utiliza frecuentemente unido al Decadurabolín y el Sustanon con grandes resultados en relación con la ganancia de peso. El Anavar (Oxandralona). Es el esteroide que menos efectos negativos presenta, aunque su eficacia como anabólico hipertrófico tampoco es demasiado importante. Es utilizado por deportistas que precisan mejorar su fuerza sin grandes incrementos de peso (halterófilos, atletas, luchadores, boxeadores, etc.,), siendo en estos casos, un esteroide anabolizante muy eficaz. Además es uno de los pocos esteroides que no se transforma en estrógeno a ninguna dosis, lo que evita problemas como la ginecomastia, la falta de dureza muscular, etc., Se utiliza en dosis de 0.2 mg por kilogramo de peso corporal y día aunque en el caso de las mujeres se utiliza en dosis algo menores. Como su eficacia es muy corta, los deportistas de gran fuerza, especialmente los culturistas, lo usan en unión a otros esteroides (Decadurabolin, Halotestin, Sustanon, etc,.) o a la testosterona. El Anapolon (Oximethalona) es un esteroide oral (17αalquilado) que se ha usado clínicamente en el tratamiento de anemias por su efecto positivo sobre la síntesis de células rojas de la sangre, aunque en el deporte se emplea más por su importante efecto sobre las ganancias rápidas de masa muscular. Povoca elevadas retenciones de agua a nivel muscular, lo que afecta negativamente a la presión arterial (elevación). El Anadur (hexiloxifenil propianato de testosterona) es esteroide que permite buenos incrementos de masa y fuerza gracias a su larga duración en el organismo y que contiene nandralona y por lo tanto de efecto muy similar al de otros esteroides como el decadurabolin que tiene una mayor aceptación entre muchos culturistas. Muchos lo combinan con el Parabolan y el propianato de testosterona. 6 (I) ó índice terapéutico indica la relación anabólica / androgénica, en el que valores de 1-2 significa que es un producto fuertemente virilizante y anabolizante, mientras que valores superiores a 5 muestran un alto valor anabólico del mismo. 174 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR El Androxon (testosterona undecanato) (cápsulas de 40 mg), es un esteroide de gran poder andrógeno y anabólico, de bajo poder tóxico. Ofrece diversas ventajas, destacando el poco tiempo que se mantiene en sangre. Se utiliza en dosis de 200-250 mg por día, en tomas lo más espaciadas posibles para incrementar su eficacia. El Andriol (testosterona undecanoato) es un esteroide oral que aromatiza débilmente lo que resulta un aspecto favorable para sus usuarios, aunque en el lado opuesto de la balanza se puede colocar su elevado precio y el hecho de que su eficacia viene condicionada por la necesidad de usar dosis elevadas (>250 mg). Su rápida eliminación es una de las causas por las que algunos deportistas la emplean antes de la competición. El Androdern (testosterona) son parches de 12.2 gr de testosterona que se aplican en abdomen, espalda o parte superior del brazo, pero que sólo pemiten dosis de 2.5 mg cada 24 horas. Androstanalona (androstanalona) es un esteroide muy similar a la dihidrotestosterona que tiene elevados efectos androgénicos y pequeños efectos sobre la fuerza y la masa muscular. No obstante sirve para mantener tono muscular y evitar positivos en los controles antidopaje por su rápida eliminación. El Deca-durabolin (nandralona decanoato) (25, 50, 200 mg/ampolla) es uno de los estoroides más utilizados en el mundo del deporte. Es bueno para velocistas que desean incrementar su fuerza manteniendo su peso no excesivamente elevado, así como un esteroide de base en los ciclos utilizados por algunos culturistas. En ocasiones los deportistas lo utilizan (cualquier nandralona) para la recuperación rápida del tejido dañado en lesiones musculares o para los dolores musculares. Los culturistas le utilizan, de forma específica, para recortar o para aumentar masa. Se utiliza en dosis de 4 mg/kilo ó 200-400 mg/semana (50 mg/semana en las mujeres) (A+++; V+; I=8). Sus efectos secundarios sólo aparecen en dosis iguales o superiores a los 400 mg/semana en el caso de los hombres y 100 mg en el caso de las mujeres. En medicina se utiliza el decanoato de nadralona para tratar la anemia y la insuficiencia renal. Delastestril (Enantato de testosterona) (10 cc/ampolla). Es un esteroide altamente anabólico y elevado poder androgénico, que presenta el inconveniente de aromatizar facilmente, por lo que debe utilizarse en unión a un antiestrógeno. También tiene la ventaja de permanecer activa durante un período relativamente largo (10-12 días), lo que permite el uso en bajas dosis (1 a 3 cc/10-12 días) manteniendo intacto sus efectos. La Depo-Testosterona (testosterona cipionato) (200 mg/cc), es la testosterona más popular entre los culturistas, usándose en dosis de 1 a 3 cc/semana (¡no usar las mujeres!). Es importante destacar, que interrumpe la producción endógena de testosterona, llevando a un efecto contrario al deseado una vez interrumpido su uso. El Dianabol (methandienona) (tabletas de 5 mg o ampollas de 25 mg/cc) es uno de los productos más completos y eficaces para conseguir grandes hipertrofias (1 a 2 kilos por semana durante las primeras semanas) a la vez que permite mejorar la potencia. La experiencia demuestra que aumenta la resistencia y la retención de glucógeno. No obstante tiene bastantes efectos secundarios (insomnio, ginecomastia, toxicidad hepática o hipertensión). Se 175 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. usa en dosis de 15 a 40 mg/diarios por vía oral (15-20 mg/diarios en los debutantes), o 50-100 mg/semana por vía intramuscular. Cuando el objetivo es mejorar la fuerza pero no tanto la masa muscular lo suelen combinar con Oxandralona o con el Winstrol, mientras que cuando se buscan grandes masas musculares la mezcla suele realizarse con Sustanon, Enantato de Testosterona o el Decadurabolin. Su corta vida media (3-4 horas) provoca que sea muy empleado en etapas cercanas a los períodos de competición.Para evitar problemas gastrointestinales (dolor) se recomienda tomar durante las comidas (A+++; V++; I=3.4). Durabolin (Nandralona Fenilpropianato) (ampollas de 50 mg/cc), de acción más rápida que el decadurabolín, a la vez que también desaparece rápidamente y tiene menos efectos secundarios que el anteriormente citado. Se suelen utilizar dos inyecciones semanales para incrementar su eficacia. En medicina la nandralona fenpropianato se ha utilizado en el cáncer de mama. La nandralona se está convirtiendo en el esteroide más utilizado por gran número de deportistas, apareciendo en los últimos años una gran controversia sobre varios casos de positivos por esta sustancia que alegan que las dosis encontradas son endógenas. Los datos de que se dispone en la actualidad parecen señalar que la nandralona no es sintetizada por los humanos. También es muy común la utilización de norandrostenodiona (19nortestosterona), la cuál supuestamente se transforma en nandralona en el hígado. La dosis que se emplean es de 150-300 mg/semana (las mujeres alrededor de 50 mg). Equipoise (undecilonato de nandralona) es un esteroide de uso en veterinaria que permite ganancias importantes de fuerza y volumen en poco tiempo de uso y con pocos efectos secundarios. Muchos deportistas señalan que la combinación de Equipoise con Winstrol permite conseguir una gran dureza muscular. La dosis habitual empleada entre culturistas está en los 150-300 mg/semana para los hombres y los 5-100 mg en las mujeres. Estandron (propianato de testosterona, fenilpropianato de testosterona, isocaproato de testosterona, fenilpropianato de estradiol y benzoato de estradiol). Es un esteroide inyectable que contiene tres ésteres de testosterona y una pequeña cantidad de estradiol, lo que le hace muy popular entre deportistas femeninas que quieren ganar fuerza y disminuir los efectos de virilización que tienen los ésteres de testosterona. Halotestin (fluoximesterona) (tabletas de 10 mg). La fluoximesterona es un precursor de la metiltestosterona que es elevadamente androgénica y de moderados efectos anabólicos. Los deportes donde existen cartegorías de pesos lo utilizan para ganar fuerza sin modificar excesivamente el peso corporal (powerliftters, halterófilos, luchadores, etc,.). Se utiliza en dosis de 2040 mg/día durante un máximo de 4 semanas, con el objeto de dar dureza a la musculatura. No obstante, es un producto con muchos efectos secundarios contrastados (elevada toxicidad, ginecomastia a bajas dosis e incluso agresividad). No deben usarlo las mujeres. Laurabolin (laurato de nandralona) es un esteroide inyectable que viene del mundo de la veterinaria y que es usado en el deporte por su similitud a la nadralona (Anadur, Duabolin, Decadurabolin, etc,.). Se caracteriza por ser activo durante un largo período (unas 4 semanas). Masteron (5-alfa androstenedil) es un esteroide inyectable, precursor de la DHT, que no aromatiza con facilidad, dando al músculo dureza y fuerza sin 176 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR excesivas ganancias de peso. Este comportamiento resulta especialmente interesante entre deportistas que participan en especialidades con categorias de peso. Por el mismo motivo algunos culturistas lo usan en las últimas semanas de entrenamiento (antes de la competición). Otras ventajas son su baja hepatotoxicidad, su baja aromatización y baja retención de líquidos. Por el contrario, produce acné y elevada pérdida de cabello. Su rápida eliminación refuerza la anterior afirmación, ya que permite superar controles con cierta facilidad. Se usa a razón de unos 100 mg / tres veces por semana. El Maxibolin (ethilestrone) (tabletas de 2 mg.) es un esteroide oral androgénicamente bajo, lo que hace incrementar su popularidad entre las culturistas femeninas, ya que además posee un gran poder anabólico (A+++; V+; I=22). Se suele usar en dosis de 20-40 mg/día. Metandiol fue durante algún tiempo el sustituto ideal de los anteriores esteroides, cuando éstos no tienen los efectos deseados. Se emplea en períodos de estancamiento. Parece que unido al uso de testosterona, incrementa la eficacia de la misma, ayudando en la estimulación de los receptores específicos. Su ingesta unida al Nasténon da buenos resultados a la hora de obtener resultados en fuerza y volumen. También se usa unido al Parabolam, el Primabolan y el Deca-Durabolin. Miotolan es un esteroide poco intenso pero que presenta muy pocos efectos secundarios. Hasta la década de los 90 no era detectado en los controles antidopaje por lo que aumentó su popularidad. También lo hizo popular por disminuir los niveles de colesterol malo e incrementar el bueno. Al durar muy poco tiempo su actividad se hace necesario tomarlo varias veces al día hasta completar una dosis de unos 10-20 mg/día. Nandralona. Es en la actualidad el esteroide más popular entre muchos deportistas, a la vez que se ha convertido en fuente de numerosas controversias nacidas a raiz de algunos positivos conflictivos aparecidos en el deporte nacional. Hoy en día, algunos entrenadores plantean la posibilidad de que pueda tener un origen endógeno, aunque esto no parece fundamentado. Otros argumentan la posibilidad de aparecer en el organismo humano a través de la carne tratada con este tipo de esteroide sintético. El Omnadren es una mezcla de cuatro componentes de testosterona (fenilpropianato, propianato, isoexnoato y exanoato) muy parecido al Sustanon. Su estructura química hace que su estancia en el organismo sea muy prolongada y por lo tanto eliminada a largo plazo. Al retener una gran cantidad de líquidos (por su elevado poder androgénico) le da al músculo un aspecto de poca dureza no deseada por la mayor parte de los deportistas. Su dosis puede oscilar entre los 250-1000 mg/seman, combinándose frecuentemente con otros esteroides como el Dianabol, el Anadrol o el Decadurabolin. El Parabolam (trembolona) (Ampollas de 76 mg.) es un esteroide muy similar al deca-durabolín, el cuál se usa para recortar y dar dureza al músculo. Los deportistas que quieren ganar fuerza sin grandes incrementos de peso, lo suelen usar sólo o unido con el ya mencionado, Anavar multiplicando significativamente su eficacia. Se utiliza en dosis de 150-200 mg/semana durante ciclos de 8 semanas o menos. El Primobolan Acetato (metenolona acetato) (ampollas de 20 mg/cc) es un esteroide muy bajo en andrógenos y toxicidad o en otros efectos secundarios. 177 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Su uso está muy extendido entre mujeres deportistas especialistas en fuerza. Tiene la ventaja de entrar y salir rápidamente del organismo del usuario. Se utiliza en dosis de 20 mg (10 las mujeres) en días alternos. Proviron (mesterolona) es un esteroide de características androgénicas poco anabólico que se utiliza frecuentemente en el tratamiento de niños con déficits de testosterona. Stromba (stanozolol) (tabletas de 5 mg) es considerado como uno de los mejores esteroides orales que actualmente se usan, gracias a sus importantes efectos sobre la fuerza y el tamaño muscular, y a sus bajos efectos secundarios, lo que le convierte en un excelente esteroide para las mujeres. No obstante, es algo tóxico en dosis medias o elevadas. Se utiliza en dosis de 20-40 mg/día (5-10 mg en las mujeres) (A+++; V+, I=30). Se opone a los efectos catabólicos de los corticoesteroides y estimula la eritropoyesis. Sustanon (propianato, fenilpropianato, isocaporato, decanoato) (ampollas de 250 mg/cc), es una mezcla de cuatro componentes de testosterona de gran eficacia al actuar mejor sobre los receptores específicos de la testosterona, que permanece un largo periodo de tiempo dentro del organismo cuando el producto es utilizado. Muy popular en los ciclos iniciales de culturistas que se inician en el uso de esteroides por sus bajos efectos secundarios y sus razonables efectos sobre la masa muscular y la fuerza cuando las dosis no son especialmente elevadas. Se suele usar, por los culturistas, en los ciclos de volumen unido al Anavar o al Winstrol. Se utiliza en dosis de 250 mg/semana o 500 mg/cada dos semanas, debido a que permanece durante 4 semanas en el organismo. Testex Elmu P. (ampollas de 250 mg; 125 mg por cada 2 mililitros). Es un ester de testosterona de gran potencia pero con numerosos efectos secundarios (alopecia, ginecomastia, etc. ).Se suele utilizar en dosis que varían entre los 250-750 milígramos semanales. El Winstrol (Stanozolol) (tabletas de 2 mg, o ampollas de 50 mg/cc), es otro de los esteroides más populares en el mundo del deporte, por sus bajos efectos secundarios. Su uso junto a la testosterona resulta una mezcla muy eficaz para la mejora de fuerza y volumen, aunque algunas personas no comparten este planteamiento. Las mujeres deben tener cuidado en su uso por sus elevados efectos masculinizantes. Se usa en dosis de 3-5 cc/semana (1-2 cc/semana las mujeres), o bien 16-30 mg/día (4-8 mg las mujeres) por vía oral. Eficacia de algunos esteroides anabolizantes. Es difícil poder valorar con certeza los efectos que un esteroide tiene sobre el organismo de un deportista. Cada persona responde de forma diferente al uso de un mismo medicamento, por lo que simplemente se pueden hacer aproximaciones sobre aspectos generales que se buscan en cada uno de ellos (http://www.steroidworld.com/comparate.htm). 178 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Anadrol Anavar Decadurabolin Dianabol Durabolon Ganancias de Fuerza 10 7 6 9 6 Ganancias de Masa 10 4 6 9 6 Efectos Secundarios 8 1 4 6 4 Dynabolon Equipoise Finaplix Halotestin Laurabolin Masteron Metiltestosterona 6,5 5,5 10 4,5 5 6 7 6,5 5,5 10 3 6 6 7 3 4 9 9 4 2 10 Norandren Omnadren Parabolan Primobolan Dep. 6 8 9 5,5 6 8 9 5,5 4 5 8 4 Primobolan Tab. 3,5 3,5 4 Primoteston 8 8 4 Sustanon 8 8 5 Esteroide Sten 6 6 6 Synovex 6 6 6 Cipionato Testosterona 8 8 6 Enantato Testosterona 7 7 6 Propianato Testosterona 8 6 4 Suspensión Testosterona 10 10 6 Theramex Testosterona 9 9 5 Winstrol Depot. 4 3 2 Tabla 11. 4. Análisis comparativos entre distintas sustancias anabolizantes utilizadas. Efectos secundarios asociados a los esteroides anabolizantes. Posiblemente, si los deportistas que usan esteroides conocieran los riesgos que asume al utilizarlos, muchos de ellos se pensarían dos veces meterse en ese mundo. Estos riesgos son minimizados por algunos deportes, sus entrenadores y sus médicos, considerando que son más los beneficios que los posibles riesgos, pero eso es algo que está lejos de la realidad. Los efectos secundarios de estas sustancias son muy variados lo que hace que aumente su riesgo en la utilización (al margen de su ilegalidad) si ésta no se hace de forma controlada. Algunos de los efectos son los siguientes: 179 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Tumores y disfunciones hepáticas. Aparición de acné. Retención hídrica en los tejidos. Cambios morfológicos en el miocardio. Accidentes cerebro-vasculares. Problemas cardio-vasculares. Cambios adversos en lípidos plasmáticos (colesterol). Aumento de la masa muscular cardíaca sin aumento proporcional de irrigación. Alteraciones en el sistema reproductor masculino (oligoesperma, disminución de testosterona, etc,.). Ginecomastia. Virilización de la mujer (tamaño clítoris, tono de voz, etc.,). Alteraciones sicológicas (euforia, agresividad, alteración de la libido, etc,.). Adelanto en el cierre de los puntos de osificación. Disminución de immunoglobulinas (IgA e IgM). Una de las alteraciones que se realizan con la estructura de la testosterona (derivados), reside en incrementar su índice terapéutico, es decir, su relación anabolizante/vilirizante. Así, cuando el índice tiene el valor de 1, los valores de A y V es el mismo. Los que tienen un valor entre 1 y 2, hablamos de productos fuertemente virilizantes y anabolizantes, mientras que valores superiores indican productos prefentemente anabólicos, siendo los que superan el valor de 5 los que además de su elevado poder anabólico tienen un bajo poder verilizante. Ciertamente, los esteroides androgénicos pueden traer algunas consecuencias no deseadas entre sus usuarios, las cuáles quedan simplificadas en el cuadro 11. 3., y deben ser tenidas en cuenta para evitar desagradables consecuencias. EsteroidesAA AA Esteroides Mujeres Mujeres Hígado Alteración de la síntesis de factores de coagulación. Intolerancia a la glucosa. Disminución de la tasa HDL. Metabolismo HC y Grasas. Corazón Arterioesclerosis, Vasoconstricción, Hipertensión NivelPsicológico Psicológico Nivel Agresividad Agresividad ón Depresi ón Depresi Cerebro Cerebro Alteraciónen enlas lasfunciones funcionesdel del Alteración hipotálamoehipófisis ehipófisis hipotálamo Alteración en la secreción hormonal Alteración en la secreción hormonal ónde Secreci dehormonas hormonas ↓↓Secreci ón ónde Secreci deACTH ACTH ↑↑Secreci ón Bloqueodel delcrecimiento crecimiento Bloqueo í Desordenes ps quicos Desordenes psíquicos Suprarenales Suprarenales ónde Secreci decatecolaminas catecolaminas ón ↑↑Secreci ónde aldosterona Secreci dealdosterona ↑↑Secreci ón ógico Alteracionessistema sistema inmunol ógico Alteraciones inmunol Aumentodel delvello vello Aumento Virilizaci delalavoz voz óónnde Virilizaci Varices Varices Amenorrea Amenorrea ón Masculinizaci ón Masculinizaci Alopecia Piel Piel Acné GlándulasSexuales Sexuales Glándulas óstata Hioertrofia delalapr pr óstata Hioertrofia de ículos Atrofiade delos lostest test ículos Atrofia Ginecomastia Ginecomastia Oligoespermia Oligoespermia ↓ TestosteronaEndógena ↓ TestosteronaEndógena Cuadro 11.4. Efectos de los esteroides anabólicos sobre el organismo. 180 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Efecto sobre el rendimiento. Pero la realidad no es sólo negativa, pues sus usuarios se ven claramente beneficiados con su utilización desde la óptica del rendimiento deportivo. No olvidemos que existen dos deportes, el de los que los usan y el de aquellos que se mantienen prudentemente al margen del doping cumpliendo la normativa vigente. Cada deportista o entrenador debe decidirse por uno u otro camino para conseguir el deseado rendimiento deportivo. Los autores lo tenemos bastante claro, pero no somos jueces ni moralistas, aunque reconocemos que salimos al terreno de juego, con porterías más grandes, menos jugadores y el árbitro en contra. Mucho nos tememos que esta guerra está perdida, ¿merece la pena invertir tanto dinero contra algo que juega con ventaja?. Reflexionen ustedes, pero eso sí, cuídense de los formadores de opinión interesados. Entre los beneficios más interesantes que los esteroides anabólicos-androgénicos tienen sobre el rendimiento deportivo, podemos destacar los siguientes: Incrementa la masa corporal y reduce la grasa. Incrementa la fuerza. Incrementa la resistencia. Reduce el tiempo de recuperación. Incrementa el rendimiento deportivo. ♦ Incremento de la masa corporal y reducción de la grasa. Los esteroides andrógenos anabolizantes actúan (incrementando) sobre la síntesis de proteínas a la vez que sobre el contenido hídrico muscular, lo que conduce a un aumento de su masa. En un trabajo realizado por Griggs et al. (1989) encontraron que el uso de dosis farmacológicas de enantato de testosterona (3 mg/kg/semana) conlleva incrementos significativos en la síntesis de proteínas en personas sedentarias, aunque no encuentran incrementos significativos en el tamaño de la fibra muscular. La causa de este resultado puede justificarse en el empleo de dosis pequeñas, no reales desde el punto de vista de lo que se utiliza en el mundo deportivo, y de que los sujetos no realizan paralelamente protocolos de entrenamiento de fuerza. Esta afirmación queda demostrada en los trabajos realizados por O’Shea (1971), Johnson et al. (1972), Ward (1973), Stamford y Moffatt (1974), Hervey et al. (1976 y 1981), Loughton y Ruhling (1977) y Alen et al. (1984) y Bhasin et al. (1996). Este último trabajo (Bhasin et al.-1996) demuestran que la ingesta de 600 mg (dosis suprafisiológica) de enantato de testosterona durante 10 semanas, permite incrementos de 3.15 kilogramos de peso si no se acompañaba de ejercicio físico y de 6.03 kilogramos si paralelamente se efectuaba un entrenamiento de tres días a la semana con cargas elevadas (75-80 y 90% del 1 RM). Otros dos grupos que tomaron un placebo no llevaron a incrementos de la masa muscular. El grupo que recibió testosterona y no hacía ejercicio, incrementó el área de su tríceps de 3.579 mm2 a 4.003 mm2 (11.9%), frente a una pérdida del 2% en el mismo grupo muscular cuando los sujetos recibieron un placebo y no ejecutaron ninguna rutina de entrenamiento. El grupo que hizo ejercicio pero no tomó testosterona incremento un 2% su tamaño del tríceps, mientras que el que se entrenó y tomó, aumentó ese músculo en un 14.4%. Respecto a las modificaciones del cuádriceps, los valores fueron de -2% (placebo sin ejercicio), 5.4 % (placebo más ejercicio), 6.7 % (testosterona sin ejercicio) y 13.4 % (testosterona más ejercicio). 181 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. ♦ Incrementan la fuerza. La realidad deportiva nos demuestra los importantes beneficios que el uso de esteroides anabolizantes puede producir en el desarrollo de la fuerza. No obstante, la revisión de la literatura científica presenta algunas dudas, aunque, una vez más, vemos que los protocolos utilizados en la experimentación de laboratorio no tienen nada que ver con el empleo que algunos deportistas realizan con estas sustancias (Crist et al.-1983; Fowler et al.-1965; Fahey y Brown-1973; Golding et al.-1974; Stromme et al.-1974; Hervey et al.-1976; Loughton y Ruhling1977; Allen y Häkkinen-1987; Bhasin et al.-1996). En este sentido, Crist et al. (1983) no encontraron ganancias en fuerza en una muestra que utilizó durante 3 semanas una dosis de 100 mg/semana de decanoato de nandralona, aunque un análisis del trabajo nos permite darnos cuenta que la duración del tratamiento fue muy corta (3 semanas). Por su parte, Bahsin et al. (1996) encontraron que tomando 600 miligramos de enantato de testosterona durante 10 semanas se conseguía mejorar la fuerza (1RM) en 20% y un 10% en los tests de sentadilla y press de banca. Si además se entrenaba durante ese tiempo con cargas del 75 al 90% (3 días/semana), las mejoras eran de un 38% (sentadilla) y 22% (press de banca). Los datos de investigación resultan sorprendentes y rompen con el tabú de que sólo entrenando duro se consiguen mejoras en el rendimiento. Allen y Häkkinen (1987) estudiaron 9 sujetos (4 del grupo experimental y 5 del grupo de control). El grupo experimental tomó durante seis meses esteroides (methandienona, fenilpropianato, estanozolol, propianato de testosterona y decanoato de testosterona) y en combinación de un entrenamiento de fuerza (Sentadilla: 26 repeticiones por sesión con cargas del 80-100%; en prensa de piernas y extensión de piernas: 20 repeticiones por sesión con cargas del 70-80%). Al final de la investigación el peso corporal del grupo experimental incrementó de 90.3 Kg a 95.2 Kg (p<0.05), el peso libre de grasa pasó de 74.8 Kg. a 83.5 Kg (p<0.05), y la fuerza máxima isométrica pasó de 4305 N a 5141 N (p<0.05) (18.9%), mientras que el grupo de control, en el mismo período de tiempo, pasó de 4260 N a 4630 N (ns) 5.6%. Otros trabajos que demuestran el efecto positivo de los esteroides anabolizantes sobre la mejora de la fuerza son los de Ward (1973) con 10 mg de methandrostenolona, Hervey et al. (1974) con 100 mg de methandrostenolona, Stamford y Moffat (1974) con 10 mg de methandrostenolona. ♦ Incrementan la resistencia. Los andrógenos aumentan el volumen de líquido corporal, por aumento de la retención renal de agua y sales (efecto mineralcorticoide), lo que se traduce en un aumento de la volemia y de la presión arterial. Todo parece indicar que el uso de esteroides anabolizantes también estimula la producción de células rojas (eritropoyesis) por parte de la médula ósea (Albrecht y Albrecht - 1969; Keul et al.1976), y de esta manera influir sobre el sistema de aporte de oxígeno a los tejidos (SAO). Además, algunas investigaciones señalan que tienen un efecto positivo sobre la actividad de las enzimas oxidativas, lo que beneficiaría la obtención de energía por vía aeróbica. 182 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR ♦ Mejora de la velocidad con que se contrae la musculatura. En los últimos años, algunos teóricos del entrenamiento deportivo, destacan la importancia que la testosterona y, por lo tanto, los esteroides anabólicosandrogénicos de síntesis, tiene sobre la mejora de la potencia muscular y la velocidad de contracción. La justificación la centran en la influencia que pueden tener sobre determinados neurotransmisores que influyen sobre una más rápida velocidad de transmisión del impulso nervioso. En cualquier caso, no existen en la actualidad estudios concluyentes sobre la veracidad de este comportamiento, razón por la cuál no podemos ampliar el mismo. Duración de sus efectos. Los efectos de un esteroide se mantienen durante todo el tiempo que este se mantiene activo y circulando por el organismo. El tiempo que un esteroide permanece activo en el organismo de una persona depende del grupo a que pertenezca, de la forma en que fue suministrado y de las características individuales del deportista. Los esteroides administrados oralmente (grupo 17-α-alquilados), como es el caso del danazol, estanozolol, etc, permanecen menos tiempo en el organismo que aquellos que son suministrados por vía intramuscular. A este segundo grupo pertenecen los ésteres de testosterona (17-β-OH) como el decanoato de nandralona, fenilpropianato de nandralona, acetato de metenolona, enantato de metenolona, cipionato de testosterona, enantato de testosterona, etc,. Conocer este dato, así como el comportamiento que el esteroide tendrá dentro del organismo, fue uno de los objetivos buscados por deportistas y entrenadores que los utilizaban, para de esta manera poder escapar a los controles a que podían ser sometidos. Tiempo de detección 18 meses 12 meses 5 meses Esteroide Decanoato de nandralona Fenilpropianato de nandralona Undeciclato de boldenona, Enantato metehenolona, Trembolona, Acetato de trembolona, Metandienona inyectable. 3 meses Mezcla de Sustanon y Omnadren, Enantato de testosterona, Cipionato de testosterona. 2 meses Oximetolona, Fluoximesterona, Estanozolol inyectable, Formebolona, Propianato de drostanolona. 5 semanas Metandienona, Mesterolona, Etilestrenole, Noretadrolona 3 semanas Oxandrolona, Estanozolol oral. 2 semanas Propianato de testosterona. 1 semana Undecanoato de testosterona. 4 días Clembuterol. (no es un esteroide es un β2 adrenérgico) Taba 11.5. Duración de la posible detección de los distintos anabolizantes. Fuente: The Anabolic World (www.steroidworld.com/detect.htm). 183 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Dosificación utilizada. Hoy en día se emplean técnicas sorprendentes para incrementar el rendimiento deportivo, de forma ilegal, a través de la utilización de estos productos y de cócteles específicos de estas sustancias, atendiéndose incluso a las formas de enmascarar su utilización. No obstante, los controles antidoping7 permiten, en cierta medida, detectar estas sustancias y pasar a su posterior sanción. Al almacenarse en el tejido graso, se corre el riesgo de reaparecer en un momento no pensado y ser detectado cuando aparentemente debería parecer que el organismo se encuentra limpio de tales sustancias. La dosis útil, y no perjudicial, que se debe utilizar con un producto, depende fundamentalmente de cinco factores: momento en que se usa, efecto que se pretende, acción paralela de otros productos, vía de administración y características del sujeto (el mismo pienso no sirve para todos los caballos). En el ámbito del culturismo está ampliamente difundido el criterio de regular la dosis de esteroides de acuerdo a la siguiente ecuación: 1 mg/kilo de peso/día. Algunas evidencias muestran que para conseguir un aumento significativo de la masa muscular magra, que garantice un físico fuertemente hipertrofiado, es necesario consumir dosis al menos diez veces superiores a la fisiológica. Esto significa que un deportista debe suministrarse una dosis (dosis exógena) diez veces superior a la cantidad de testosterona que él es capaz de producir de forma natural (dosis endógena) durante un día. Sí una persona normal produce entre 68 mg de testosterona por día, estaremos hablando de dosis exógenas entre 60-80 mg por día (420-560 mg/semana). Ciertamente, estas tremendas dosis no son necesarias para observar mejoras en los rendimientos de otras modalidades deportivas. Actividad Física Efecto buscado Halterofilia Fuerza/Potencia Fisioculturismo Masa Muscular Velocidad (atletismo) Resistencia (atletismo) Fuerza/Potencia Tipo de Administración Combinación esteroides + Pirámides Combinación esteroides Pirámides Ciclos (6-12 semana) o continuada Ciclos Anticatabólico Ciclos Dosis (1) 10-100 10-100 1.5-2 1 Tabla 11.6. Los efectos buscados con la utilización de anabolizantes, el tipo de administración y la dosis puede ser la siguiente (1) Valor respecto a dosis terapéutica (De la Torre-1995) 7 Los controles de sangre permiten un control más riguroso aunque hoy en día no se encuentra implantado. La muestra de orina no resulta tan eficaz en este tipo de controles aunque esta es la forma de control empleada en la actualidad. 184 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Tipo y diseño de ciclos con esteroides anabolizantes. Philips (1990), señala que la utilización de esteroides de síntesis es más efectiva y segura si se utiliza en forma de ciclos. La mayoría de los usuarios de esteroides de síntesis los emplean en forma de ciclos para incrementar la eficacia de los mismos. Estos ciclos tienen una duración de 6 a 8 (12) semanas, con descansos de, al menos, la misma duración. Durante los ciclos de carga (uso), se deben alternar los productos a utilizar, ya que de esta forma se consigue el factor sorpresa del organismo evitándose estancamientos prematuros y poco rentables, aunque no existe en la literatura especializada ninguna evidencia científica que garantice este hecho. Tampoco podemos olvidar la importancia que tiene la saturación de los receptores, ya que en dichos casos, ya que siempre muere el receptor utilizado, es conveniente dejar un tiempo al organismo para la sustitución por otros que cumplan esta función. Los cambios de productos (ciclos) se realizan cada 2-4 semanas. Cada ciclo responde al uso de diferentes esteroides (stacking) que deben actuar de forma sinérgica entre sí. El contenido de dichos cócteles varía por cada deportista y del nivel de mejora que traten de alcanzar, de forma que algunos de ellos son muy eficaces para mejorar la fuerza y ganar masa (por ejemplo el Anadro-50, el Parabolan y el Sustanon-250), pero a la vez son extremadamente tóxicos, mientras que otros cócteles tienen menos efectos secundarios (por ejemplo el Deca-Durabolin, el Winstrol y el Anavar), pero sus efectos son significativamente menores. La inclusión de testosterona en los ciclos (ciclos androgénicos) tiene como consecuencia un mayor riesgo de transformación en estradiol, por acción de la aromatasa, lo que conduce a un mayor riesgo de ginecomastia. También es un potente inhibidor de las gonadotropinas provocando una fuerte alteración del funcionamiento del eje hipotalámico-hipofisario-gonadal. Una de las formas más utilizadas en el diseño de los ciclos es la denominada estructura en pirámide. Esta estructura se emplea para dar al organismo un período de adaptación en la fase inicial y finalmente facilitar la recuperación del eje hipotalámico-hipofisario-gonadal. En este tipo de ciclo el deportista lo inicia con dosis moderadas de esteroides (250-300 mg/semana) para ir incrementando la dosis hasta cantidades tres o cuatro veces superiores a las anteriores y, finalmente, disminuyendo de forma progresiva hasta la dosis inicial. Un criterio de cuantificación de las dosis es la de lograr una dosis total de ciclo que esté entre los 3000-3500 mg, aunque lógicamente esto variará en función del deportista y su nivel de experiencia con este tipo de sustancias. Ejemplos de ciclos en los que se usan esteroides y otras sustancias anabolizantes. En un trabajo realizado por Evans (1997), fruto de 100 cuestionarios pasados a usuarios de salas de musculación, se puede comprobar que incluso no competidores usan elevadas dosis de esteroides anabolizantes. 185 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Dosis Nº Personas Porcentaje (%) < 500 mg/semana 500 - 1000 mg/semana > 1000 mg/semana 50 % 38 % 12 % Tabla 11.7. Dosis semanal de esteroides utilizadas por usuarios de gimnasios. Fuente: Evans (1997). La forma de uso se realiza mediante la utilización de cócteles de productos en ciclos no inferiores a 4-6 semanas y, habitualmente, no superiores a las 12 semanas. Paralelamente, se utilizan otros productos que o bien complementan la acción, o bien sirven para acciones colaterales de ayuda (antiestrógenos, protectores, etc.,). De entre los múltiples tratamientos o ciclos que se utilizan entre los deportistas que practican modalidades de fuerza vamos a señalar algunos que son de gran difusión entre deportistas, entrenadores y médicos de estas modalidades deportivas. El primero de ellos corresponde a las respuestas dadas por algunos culturistas canarios de nivel medio a un cuestionario pasado por el Dr. Domínguez de la ULPGC: Semana 1-2 2-3 5-6 7-8 9-10 11-12 13-14 15-16 Lunes / Jueves 50 mg Decadurabolín 1 mg de Testan Anadrol (1) 100 mg Decadurabolín Martes / Viernes Miércoles 100 mg de Winstrol Hidroxil-B 150 mg de Winstrol Hidroxil-B HGC (primero 2 ampollas / día) (2ª semana 1 ampolla / día) Descanso 100 mg Decadurabolín 100 mg de Winstrol 100 mg de Primabolán 1.5 mg de Testan Anadrol (2) 100 mg Decadurabolín 100 mg de Winstrol 100 mg de Primabolán Anadrol (3) HGC (primero 2 ampollas / día) (2ª semana 1 ampolla / día) Descanso Tabla 11.8. Dosis de Anabolizantes tomados por culturistas canarios. Fuente: Domínguez. En la bibliografía se pueden encontrar numerosas propuestas, las cuáles tratan de solucionar necesidades específicas de diferentes modalidades deportivas, aunque en ocasiones la realidad supera algunos valores que pudieran parecer incomprensibles desde el punto de vista de la salud. 186 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Semana Esteroide Inyectable Dosis Oral de Esteroides 7-8 100 mg Deca-Durabolin cada 5 días 100 mg Deca-Durabolin cada 5 días 100 mg Deca-Durabolin cada 5 días 100 mg Deca-Durabolin cada 5 días No inyectables 10 mg Winstrol 10 mg Dianabol 10 mg Winstrol 20 mg Dianabol Disminución de la dosis No orales 9 No inyectables 10 mg Dianabol 10 200 mg Delatestril cada 5 días 15 mg Dianabol 1-2 3-4 5 6 200 mg Delatestril cada 5 días 200 mg Delatestril cada 5 días 100 mg Testosterona propianato un día antes de la competición 11 12 8 mg Winstrol Programa Entrenamiento Entrenamiento de pesas, Alto volumen y Media intensidad Entrenamiento de pesas, Alto volumen y Media intensidad Entrenamiento de pesas, Alto volumen y Media intensidad Bajo volumen, Baja intensidad (semana descanso) Bajo volumen, Alta intensidad Bajo volumen, Alta intensidad, Cargas pesadas una vez a la semana Bajo volumen, Alta intensidad, Cargas pesadas una vez a la semana 20 mg Dianabol Bajo volumen, Baja intensidad 25 mg Dianabol Competición Tabla 11.9. Ejemplo de empleo ilegal de esteroides (ciclo androgénico) entre deportistas de fuerza de alto nivel.Fuente: Brooks y Fahey. Exercise Physiology. (1984). Texier (1988) propone el siguiente ejemplo utilizado por practicantes de powerlifting: - 50 miligramos de Dianabol por día 2 inyecciones semanales por semana de enantato de testosterona (250 mg por inyección de Androtardil) 2 inyecciones por semana de 1500 UI de HCG Diurético (Lasilix Retard) 6 comprimidos diarios de Nati-K 4 comprimidos diarios de Magne-B6 (magnesio y clorohidrato de piridoxina), 2 gramos de Vit. C, 4 cásulas de Carencyl, 2 cápsulas de Indusil-T (activador de la síntesis de proteina y coenzima de vit. B12) Tabla 11.10. Propuesta de tratamiento de apoyo farmacológico en practicantes de power-lifting Texier (1988). 187 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Semana 1 2 3 Dianabol 5 mg/tableta 3 tabletas/día 4 tabletas/día 5 tabletas/día 4 5 Sustanon Anavar Parabolan 250 250 76 mg/amp. mg/tableta mg/amp. 1 amp/semana 2 amp/semana 2 amp/semana 6 7 5 tabletas /día 4 tabletas /día 6 tabletas /día 8 9 10 11 12 1 amp/semana 2 amp/semana 3 amp. /semana Cipionato 200 mg/cc HGC 1000 u/cc 3 cc/semana 2 cc/semana 1 cc/semana 1/2 cc/semana 4 cc /semana 4 cc /semana 13 14 Tabla 11.11. Philips (1990) propone un ciclo, de cambio cada tres semanas, de 14 semanas de duración Decadurabolin Semana 100 mg/cc 188 Anavar 2.5 mg/tab. 1 1 cc/semana 3 tabletas /día 2 2 cc/semana 4 tabletas /día 3 3 cc/semana 5 tabletas /día 4 4 cc/semana 6 tabletas /día Parabolan 76 mg/ tabletas Cytomel Primabolan 25 50 mg mg/table /tabletas tas Esiciene 2 cc/amp. ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Decadurabolin Semana 100 mg/cc Anavar 2.5 mg/tab. Parabolan 76 mg/ tabletas Cytomel Primabolan 25 50 mg mg/table /tabletas tas 5 1 ampollas /día 1 tabletas /día 6 1 ampollas /día 1 tabletas/día 1 tabletas /día 7 2 ampollas /día 2 tabletas/día 1 tabletas /día 8 2 ampollas /día 3 tabletas/día 1 tabletas /día 9 2 cc/semana 10 2 cc/semana 11 1 cc/semana 12 1 cc/semana Esiciene 2 cc/amp. 2 ampollas /día Tabla 11.12. Ejemplo de un ciclo para recortar. Fuente: Philips (1990). Las propuestas de ciclos de esteroides que deben usar las mujeres son diferentes a los de los varones, tanto en las dosis como en los productos que deben ser empleados. Todas aquellas sustancias que tienen un potente efecto virilizante deben ser eliminados de la lista de prductos utilizados por las mujeres. Dos propuestas específicas son las siguientes: Semana 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Primabolan 50 mg/tabletas Decadurabolin 100 mg/cc 3 tabletas/día 3 tabletas/día 4 tabletas/día 5 tabletas/día 1/2 cc/semana 1/2cc/semana 1/2 cc/semana 1/2 cc/semana 1/2 cc/semana 1/2 cc/semana 1/2 cc/semana H.G.C. 2 mg/tableta 2 tabletas/día 3 tabletas/día 4 tabletas/día 3 tabletas/día 2 tabletas/día Tabla 11.13. Propuesta primera de ingesta de esteroides para las mujeres.Fuente: Philps (1990). 189 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Semana 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Producto Producto Primobolan 5 mg/tableta; 2 Tableta/día Primobolan 5 mg/tableta; 3 Tableta/día Primobolan 5 mg/tableta; 4 Tableta/día Primobolan 5 mg/tableta; 5 Tableta/día Nada Nada Nada Deca 100 mg/cc; ½ CC/semana Deca 100 mg/cc; ½ CC/semana Deca 100 mg/cc; ½ CC/semana Winstrol 2 mg/tableta; 3 Tableta/día Winstrol 2 mg/tableta; 2 Tableta/día Deca 100 mg/cc; ½ CC/semana Deca 100 mg/cc; ½ CC/semana Deca 100 mg/cc; ½ CC/semana Deca 100 mg/cc; ½ CC/semana Nada Nada Nada Winstrol 2 mg/tableta; 2 Tableta/día Winstrol 2 mg/tableta; 3 Tableta/día Winstrol 2 mg/tableta; 4 Tableta/día Tabla 11.14. Propuesta segunda de ingesta de esteroides para las mujeres. Fuente: Philps (1990). Mientras que también existen planteamientos específicos para deportistas debutantes y con poca experiencia en el entrenamiento de fuerza para ganancias significativas de masa muscular. Uno de los ciclos más populares que se emplea en la mayoría de los gimnasios cuando se le acerca un cliente que se quiere iniciar en el mundo de los esteroides es aquel que tiene como base el Sustanon. Día Dosis de Sustanon mg/inyección 1 a 11 12 a 21 22 a 29 30 a 36 37 a 43 44 a 49 50 a 58 250 250 250 250 250 250 250 Tabla 11.15. Ciclos de esteroides anabolizantes para principiantes. 190 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR BIBLIOGRAFÍA. Albrecht, H., Albrecht, E. Ergometric, rheographic, reflexographic and electromiographic tests in altitude and effects of drugs on human physical performance. Federation Proceedings. 28: 1262-1267. (1967). Alen, M., Häkkinen, K., Komi, PV. “Changes in neuromuscular performance and muscle fiber characteristics of elite power athletes self-administering androgenic and anabolic steroids”. Acta Physiolog. Scandinavica. 122: 535544. (1984). Alen, M., Häkkinen, K. 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Ward, P. “Effect of an anabolic steroid on strength and lean body mass”.Medicine-and-science-in-sports-5(4): 277-282.(1973). http://www.musclemedia.com/training/abcde/v58- ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Capítulo 12 Ayudas ergogénicas aplicadas al entrenamiento de la fuerza: Los aminoácidos 12.1. Ayudas ergogénicas y otras sustancias legales ampliamente difundidas entre los deportistas de fuerza. e ilegales Alrededor de los deportes de fuerza existe un extraordinario mercado de sustancias complementarias que, en la mayoría de las ocasiones, sobrepasan el límite de la legalidad y en otros casos constituyen un gasto innecesario. No obstante, a pesar de ser un negocio en continua evolución, merece la pena que el profesional de la actividad física y el deporte conozca los de mayor difusión entre este tipo de deportista, sin por ello, dejar de reconocer su peligrosidad y, ocasionalmente, ilegalidad. a) PROTEÍNAS. Características generales. Aminoácidos Aminoácidos Sín te sis Las proteínas realizan funciones muy variadas en el organismo, destacando la de construcción muscular, reparación de tejidos, formación de enzimas, formación de hormonas, mantenimiento de la presión osmótica y la de formación de anticuerpos o fuentes energéticas. Debido a que las proteínas no pueden entrar directamente en el organismo a través de las células epiteliales del intestino humano, estas deben ingerirse en forma de aminoácidos. NH3 Urea Urea ción posi Sínte sis com Des ProteínasTisulares Tisulares Proteínas Sustanciasbiologicamente biologicamente Sustancias activas;hormonas, hormonas, activas; nucleótidos,coenzimas coenzimas nucleótidos, Metabolitosdel delciclo ciclo Metabolitos de los ácidos de los ácidos tricarboxílicos tricarboxílicos Descomposición CO2, H2O Cuadro 12.1. Síntesis y descomposición de los aminoácidos 193 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Cuando los aminoácidos no son utilizados para la formación de otros constituyentes celulares, todos sus átomos de carbono aparecen como CO2 conformando ocho conocidos metabolitos intermediarios del metabolismo energético (metabolitos de los ciclos tricarboxílicos). Destino de los esqueletos carbonados de los aminoácidos como sustrato energético. El destino final de muchos aminoácidos es ser degradados como sustrato energético en circunstancias especiales en las que las grasas o los hidratos de carbono no son capaces de cumplir esta finalidad. Alanina Triptófano Lisina Cistina Cisteína Glicina Piruvato Crotonil Coenzima A Serina Treonina Leucina Acetil Coenzima A Asparagina Acetoacetato Oxalacetato Tirosina Aspartato Fenilalanina α-Cetoglutarato Fumarato Isoleucina Glutamato Glutamina Histidina Succinil CoA Arginina Metionina Treonina Prolina Valina Cuadro 12.2. Destino de los esqueletos carbonados cuando éstos se utilizan como combustible Sin embargo, este mecanismo no es especialmente importante en la musculación. En realidad, una activación intensa del mismo debe asociarse a un estado catabólico no deseado por todas aquellas personas que desean lograr importantes ganancias de masa muscular activa. Ingesta de proteínas. Los deportistas, como cualquier otro individuo, precisan controlar con exactitud el aporte de aminoácidos necesario para mantener la adecuada síntesis de proteínas que necesita para cubrir sus necesidades específicas. Para ello, el organismo debe crear una reserva metabólica importante a partir de la hidrólisis de proteínas orgánicas y, principalmente, a partir de los aminoácidos aportados 194 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR por la dieta. En condiciones normales, las cantidades que se necesitan son relativamente pequeñas, pero cuando el sujeto realiza ejercicio intenso y/o precisa desarrollar importantes cantidades de músculo, las necesidades se multiplican. Cuando el deportista necesita hipertrofiar de forma significativa, son necesarias cantidades suplementarias de aminoácidos, aunque si la ingesta es excesiva el sobrante deberá ser eliminado del organismo (por ejemplo: urea como medio de eliminar excesos de nitrógeno por medio de la orina). Medio Ambiente Organismo Proteínas Orgánicas Proteínas Ingeridas Reserva Orgánica de Aminoácidos Urea Productos Excretados NH4 Purinas Creatina Porfirinas Pirimidinas Aminas Esqueletos de Carbono Acetoacetato Acetil CoA Piruvato α -Cetoglutarato Succinil CoA Fumarato Oxalacetato Cuadro 12.3. Flujo de aminoácidos a través del Organismo. Las necesidades de proteínas, dependen del balance anabólico/catabólico del sujeto, el cuál puede ser controlado por el balance del nitrógeno. Mientras las recomendaciones de ingesta de proteínas para los sujetos sedentarios se sitúa en los 0.8-1.0 gramos/kg, la experiencia demuestra que entre los deportistas se puede llegar o superar los 2.0 gramos/kg, aunque ello dependerá de la modalidad deportiva y el momento de la temporada y tipo de entrenamiento ejecutado durante el mismo. Los practicantes de deportes de fuerza han utilizado las proteínas como una de las principales ayudas ergogénicas. Se estima que medio kilo de músculo, contiene algo más de 100 gramos de proteínas, y para aumentar ½ kilo de peso de masa muscular se necesitan unos 15 gramos/día de proteínas adicionales respecto a la ingesta normal, lo que llevaría al sujeto a necesitar tomar unos 2.8 gramos/kilo/día de proteínas para un sujeto varón de constitución normal (Consolazio et al.-1975; Williams-1985). Consolazio y colaboradores encontraron grandes incrementos en la retención de nitrógeno (32gr vs 7 gr) y en la masa muscular magra (3.3 kg vs 1.2 kg) después de entrenar durante 40 días a dos grupos de sujetos que tenían un consumo de proteínas diferentes (2.8 vs 1.4 gr/kg/día). En un trabajo realizado con levantadores de pesas por Dragan et al. (1985) encontraron ganancias de fuerza (5%) y de masa magra (6%) tras modificar la ingesta de proteínas (2.2 vs 3.5 gr/kg/día). 195 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Autor Institución Food and Nutrition Board American Dietetic Association / Canadian Dietetic Association Lemon, PWR (pruebas de resistencia) Lemon, PWR (pruebas de fuerza velocidad) Yoshimura Recomendación (gr/kg/día) 0.8 Proteínas/Día (gramos) 56 1.0-1.5 70-105 1.2-1.4 70-84 1.2-1.7 91-112 2.0 140 Tabla 12.1. Recomendaciones de ingesta de proteínas al día, por distintas asociaciones y autores. En cualquier caso, hay que considerar que un exceso de proteínas en la dieta puede afectar a la salud. El exceso tiene un importante impacto negativo en el funcionamiento del hígado y los riñones. Así mismo, la combustión de las proteínas excedentes deja residuos metabólicos, como el amoniaco, que son tóxicos para el organismo de un deportista. La degradación de aminoácidos tiene como resultado la liberación de un grupo amino por acción de la enzima glutamato deshidrogenasa (desaminación oxidativa), las transaminasas (ácidos cetónicos) y el glutamato, así como de un traspaso de los átomos de carbono hacia los intermediarios de ciclos metabólicos. La mayoría de estos grupos aminos son convertidos en urea por desaminación oxidativa, mientras que los átomos de carbono son incorporados en el ciclo de Krebs por la vía de la formación del ácido pirúvico, de acetil coenzima o de un intermediario del ciclo de Krebs. A pesar de todo esto, son varias las razones que inducen a los deportistas a ingerir dosis elevadas de proteínas, destacando las siguientes: Los intentos de incrementar la masa muscular deben ser apoyados por cantidades de proteínas superiores a las que habitualmente se usan en las dietas, o al menos en la cantidad suficiente para aumentar el índice anabólico/catabólico. Un aumento en la ingesta de proteínas prevendría la anemia plasmática deportiva al aportar los aminoácidos adicionales necesarios para la síntesis de proteínas. Algunos trabajos indican que en la primera fase de entrenamiento hay más necesidad de proteínas para mantener su síntesis en el músculo esquelético. La proteína se utiliza para producir importantes cantidades de energía durante el ejercicio. Este mecanismo se centra en el ciclo glucosaalanina y el posible uso de la cadena ramificada de aminoácidos de leucina, valina e isoleucina, los cuales junto al aspartato y el glutamato son los primeros aminoácidos metabolizados por el músculo para producir energía. Valor nutritivo de las proteínas. Para garantizar la riqueza proteica de un alimento se emplea un valor de referencia llamado valor biológico (VB). El valor biológico (N retenido x 100/ N 196 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR absorbido) determina la capacidad de aportar todos los aminoácidos necesarios para los seres humanos usando como valor de referencia la leche materna. Esto supone que la calidad biológica de una proteína será mayor cuanto más parecida sea su composición a la de las proteínas del cuerpo humano. El valor biológico viene determinado por el contenido de aminoácidos esenciales y, además, por la relación ponderal de los aminoácidos esenciales entre sí y con los no esenciales. En general, el valor biológico viene limitado por: Lisina: déficit en las proteínas de los cereales y otras proteínas vegetales. Metionina: déficit en la leche de vaca y en las proteínas de la carne. Treonina: déficit en el trigo y en el centeno. Triptófano: déficit en la caseina, el maíz y el arroz. La calidad de una proteína también se determina a partir de indicadores como la digestibilidad proteica y la utilización proteica neta. La digestibilidad proteica se calcula a partir del nitrógeno absorbido y del ingerido (N absorbido x 100/ N ingerido). Por su parte, la utilización proteica neta se calcula a partir del nitrógeno retenido y el ingerido (N retenido x 100/ N ingerido). Valor biológico. En algunas publicaciones vemos como el valor biológico que se le da a determinados productos alcanza valores superiores a 100, como es el caso de proteínas de suero lácteo (especialmente la proteína de suero de tercera generación) (VB: 159). Este valor depende del criterio de referencia utilizado, lo que no parece en ocasiones demasiado serio si tenemos en cuenta que la máxima puntuación que se debe utilizar es 100. En la misma línea, también podemos comprobar que se le da un valor de 100 al huevo entero, 89 en la lactoalbúmina, 88 en las de clara de huevo y la leche de vaca, 84 en la carne, 83 en el pescado, 79 en el pollo. Este mismo tipo de publicaciones (divulgativas de culturismo) señala otros productos poco recomendables por su baja eficacia. A este grupo de proteínas corresponden los compuestos que contienen caseinato o caseinato de calcio, 77 en el caseinato lácteo, y otros productos de menor valor biológicoco como son los 74 de la soja, 59 del arroz, o los 54 del gluten de trigo, los cuales son muy comunes entre los productos ofrecidos en las tiendas de suplementos para completar la dieta proteica del deportista. La proteína de suero lácteo es la más activa biológicamente, ya que contiene una elevada concentración de aminoácidos esenciales, especialmente ramificados lo que favorece la síntesis de proteínas y evita el excesivo catabolismo que acompaña el entrenamiento. Generalmente, los mejores suplementos de proteínas de suero suelen reforzar el producto con glutamina, aminoácido no esencial precursor de los aminoácidos ramificados. Se suele comercializar en forma de concentrados de suero o en forma aislado de proteína de suero. Se diferencian en que el aislado corresponde a un proceso de hidrolización y digestión enzimática de un concentrado de suero, haciéndolo un producto más elaborado que penetra de forma casi inmediata en el flujo sanguíneo. Una de las claves para conseguir una proteína de calidad es la forma como ha sido procesada. 197 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Lechede deConsumo Consumo Leche LecheTotal Total(cruda) (cruda) Leche Crema Crema Mantequilla Mantequilla LecheDescremada Descremada Leche Mazada Mazada Leche Productosen en Leche Productos Leche Leche Condensada Ácida Polvo Ácida Polvo Condensada Caseina Caseina Queso Queso Lactosa Lactosa Suero Suero Desmineralizado Desmineralizado JarabeHidrolizado Hidrolizado Jarabe deLactosuero Lactosuero de LecheConsumo Consumo Leche ProteínaTotal Total Proteína (coprecipitado (coprecipitado )) Suero Suero Proteínas Proteínas deSuero Suero de Suero Suero Deslactosado Deslactosado ProductosSéricos Séricosen enPolvo Polvo Productos Cuadro 12.4. Esquema de procesado y tratamiento habitual de la leche 198 A finales del siglo XIX se descubrieron tres proteínas de la leche (caseína, lactoalbúmina y lactoglobulina), pero hoy en día se conocen otras que forman parte de este popular producto alimenticio. Las fracciones α, β, γ y k de la caseína, la β-lactoglobulina (A y B), la αlactoalbúmina y las inmunoglobulinas son otras de las proteínas que contiene la leche. La caseina micelar no desnaturalizada es el factor proteico más abundante en la leche, el cuál es metabolizado por el organismo de forma lenta y gradual con lo que los péptidos y aminoácidos resultantes de su digestión llegan paulatinamente a la sangre evitando el catabolismo por medio de una presencia prolongada de sustancias nitrogenadas en el organismo. Sin embargo, muchos deportistas siguen apostando por la proteína de los huevos, aunque debemos tener en cuenta que a pesar del elevado potencial biológico de este alimento se pierde parte del mismo cuando es cocinado (calentado) para eliminar cualquier organismo peligroso para la salud (ejemplo: salmonella). No obstante, algunos culturistas utilizan las claras de huevo como alternativa económica a la proteína de suero. Otra ventaja de la clara de huevo es su riqueza en cisteina considerado un excelente aminoácido energizante. ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Aminoácido Huevo Entero Clara Yema Alanina Arginina Cisteína Glicina Histidina Isoleucina Leucina Lisina Metionina Fenilalanina Prolina Serina Treonina Triptófano Tirosina Valina 0.71 0.84 0.30 0.45 0.31 0.85 1.13 0.68 0.40 0.74 0.54 0.92 0.51 0.21 0.55 0.95 0.65 0.63 0.26 0.40 0.23 0.70 0.95 0.65 0.42 0.69 0.41 0.75 0.48 0.16 0.45 0.84 0.82 1.13 0.27 0.57 0.37 1.00 1.37 1.07 0.42 0.72 0.72 1.31 0.83 0.24 0.76 1.12 Tabla 12.2. Contenido de aminoácidos en el huevo y sus partes (gr/100 gr porción comestible) Otro tipo de proteína muy difundida entre los deportistas de fuerza es la proteína de soja, la cuál sin tener el valor biológico del suero y el huevo, se muestra más eficaz que la caseína. Otro beneficio de la soja se encuentra en su efecto positivo sobre el colesterol, y en su efecto positivo sobre el cancer de próstata o de mama. Efectos de la aminoacidémia. Los aumentos de aminoacidemia estimulan la liberación de insulina, hormona que al incrementar la síntesis de proteínas, incrementa el transporte de aminoácidos al interior de las células. La eficacia de esta función de los aminoácidos no es igual en todos ellos, de forma que los aminoácidos ramificados, en especial la leucina, y la arginina son los más eficaces para la estimulación de la producción endógena de hormonas anabólicas. A pesar de la importancia demostrada de estos elementos, algunos estudios nos hacen pensar en la necesidad de ser cautos en la cantidad de proteínas que necesitan los deportistas. Ciertamente, algunos deportistas, especialmente los relacionados con el entrenamiento de la fuerza, precisan una dosis importante, pero nunca sobrepasar unos límites innecesarios de ingesta. Gontzea et al. (1974) comprobaron durante 50 días, que en 30 jóvenes el balance nitrogenado se hacía positivo, incluso siendo sometidos a cargas físicas intensas, cuando la dieta contenía 1.5 gramos de proteínas por kilo de peso corporal. Consolazio et al. (1963) compararon dos grupos que tenían una ingesta de proteínas diferente (350% de las recomendaciones RDA frente al 175%), comprobando que los 199 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. primeros obtenían mayores ganancias de masa muscular. De la misma forma, Dragan et al. (1985) encontraron ganancias del 5% en la fuerza y del 6% en masa muscular, cuando un grupo de levantadores de pesas Rumanos pasó de una ingesta del 275% de las recomendaciones mínimas al 483%. En deportes de resistencia, algunos estudios demuestran que ingestas proteicas superiores a 1.4 gramos/kilo/día, no mejoran el rendimiento pero pueden ser imprescindibles para asegurar las funciones de estos elementos en el organismo. No podemos olvidar que los sustratos gluconeogénicos más importantes son los aminoácidos, especialmente, la alanina, la glutamina, el aspartato y, fundamentalmente, los aminoácidos ramificados (valina, leucina e isoleucina). En los esfuerzos prolongados la musculatura activa libera alanina que es captada al pasar por el hígado, a la vez que este libera a la sangre AAR, los cuales pueden ser oxidados directamente por el músculo activo (Ahlborg et al.1974). La cantidad de aminoácidos disponibles en forma libre en el plasma es muy pequeña y depende del balance entre la síntesis y degradación de proteínas. Durante el ejercicio la degradación de proteínas musculares afecta de manera especial a las proteínas no contráctiles (Graham et al.-1995), ya que en ese momento las proteínas contráctiles no se ven afectadas. El ejercicio provoca un aumento del catabolismo de los aminoácidos musculares, de forma que la tasa de leucina oxidada puede aumentar de 3 a 5 veces los valores basales. En cualquier caso, durante el ejercicio, los aminoácidos tienen un comportamiento individualizado según las características del mismo. Así, se ha comprobado que en un sujeto sedentario, después de ejecutar un esfuerzo de 20' a una intensidad del 70% del consumo máximo de oxígeno, se incrementó los niveles de alanina, glutamina, arginina, tirosina y fenilalanina, mientras que los niveles de los otros aminoácidos habían disminuido, especialmente la leucina (22%). Sin embargo, Strüder et al. (1995) encontraron que los niveles plasmáticos de serina, histidina, glicina, treonina, alanina, valina, metionina, triptófano, isoleucina, fenilalanina y leucina, habían disminuido en ocho jugadores de tenis después de 4 horas de juego, mientras que no observaron cambios en la glutamina, la arginina y la tirosina. En estudios realizados con trabajos de fuerza, Mero et al. (1997) señalan que los niveles de aminoácidos ramificados disminuían de forma significativa (BCAA: 24%; leucina: 30% e isoleucina: 30%) después de 90 minutos de trabajo intenso. La degradación de las proteínas miofibrilares puede ser analizada indirectamente por eliminación urinaria de 3-MeHis, aunque las investigaciones en esta línea son bastante contradictorias en función de la metodología utilizada. Por estas y otras razones, pensamos que la ingesta de los deportistas debe incluir siempre más de 2.0-2.5 gramos/kilo de peso/día de proteínas, independientemente del deporte que realicen. Sólo se debe tener cuidado con los posibles efectos negativos de una ingesta excesiva de estos elementos. En estos casos se puede llegar a una disminución en la tasa de crecimiento que puede contrarrestarse por adición de otro aminoácido de estructura similar (antagonismo de los aminoácidos). La vida media de las proteínas del cuádriceps humano se estima en unos 20 días, observándose que las fibras tipo-I tienen una tasa de renovación un 37% superior al de las fibras tipo-II. 200 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Excesos de ingesta de proteínas aumentan la producción de urea y aumenta la concentración de la orina y lo que puede ser causa de piedras en los riñones, razón por la que se recomienda beber mucho agua cuando la dieta es muy rica en proteínas. También una dieta alta en proteínas incrementa la pérdida de calcio, lo que se puede traducir en un incremento de la presión arterial y de la osteoporosis. Proteínas de origen animal vs origen vegetal. El ser humano dispone de dos fuentes básicas de nutrientes, los que obtiene del mundo animal (con sus derivados) y los que provienen del mundo vegetal. Esto es válido para cualquiera de los sustratos alimenticios básicos y por lo tanto para las proteínas. La utilización de cada una de estas fuentes está directamente relacionada con el gusto, los hábitos culturales y/o alimenticios y, ocasionalmente, con el poder adquisitivo del sujeto o la disponibilidad de cada una de ellas. También debemos considerar el efecto que ha tenido el llamado mal de las vacas locas en los hábitos alimenticios de los españoles para regocijo de los vegetarianos más recalcitrantes. Tipo de Proteína VB Utilización Neta Valor para el Crecimiento Huevo de Gallina Leche de Vaca Pescado Carne de Vacuno Patata Soja Arroz Judias Harina Blanca de Trigo 94 84 76 74 73 73 64 58 52 93 81 80 67 60 61 57 38 57 3.9 3.1 3.5 2.3 2.6 2.3 2.2 1.5 0.6 Tabla 12.3. Valor biológico de tipos de proteínas. Fuente: Belitz y Grosch (1997). En general, las proteínas de origen animal contienen cantidades adecuadas de todos los aminoácidos esenciales, sin embargo, las de origen vegetal suelen presentar ciertas deficiencias en algunos de estos aminoácidos, especialmente lisina y aminoácidos azufrados (cisteina y metionina). Así las legumbres tienen poca metionina y suficiente lisina, mientras que los cereales tienen poca lisina y suficiente metionina. Para los deportistas que desean elevadas masas musculares es preferible utilizar una mayor proporción de proteínas animales y compensar con otros elementos nutricionales que contengan proteínas de calidad y rápidamente asimilables por el organismo (PA/PV>1). Estas proteínas (carne, pescado, huevo, leche, quesos, etc,.) contienen una mayor cantidad y diversidad de aminoácidos y, además, poseen por regla general un valor biológico más elevado que las de origen vegetal. Por contra, estas proteínas presentan el inconveniente de ser más difíciles de digerir por el organismo. En países de bajo desarrollo económico suelen utilizar como fuente alternativa fundamental para el suministro de proteínas los vegetales (legumbres: frijoles, garbanzos, soja, etc.; cereales: trigo, avena, 201 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. maiz, etc,.. y los frutos secos: cacahuetes, almendras, etc.,), los cuales deben ser combinados de forma muy acertada si se quiere garantizar la ingesta suficiente de todos los aminoácidos existentes. En nuestro entorno, igual que en toda Sudamérica, es muy conocido el plato denominado moros y cristianos, que no es otra cosa que arroz con frijoles, resultando una combinación ideal para suministrar todos los aminoácidos necesarios en la dieta del ser humano. En cualquier caso, es necesario tener siempre presente que el valor biológico de las proteínas vegetales es claramente menor que las animales, al mismo tiempo que muchos de los factores que lo limitan viene determinados por ausencias en algunos de los aminoácidos esenciales para el organismo. Así, la lisina es dificitaria en cereales y otras proteínas vegetales, la treonina lo es en el trigo y el centeno y el triptófano lo es en la caseína, el maíz y el arroz. Aminoácidos Caseina Albumina γ-Globulina Pepsina Insulina Colágeno Alanina Glicina Valina Leucina Isoleucina Prolina Fenilalanina Tirosina Triptófano Serina Treonina Cisteina Metionina Arginina Histidina Lisina Ácido aspártico Ácido glutámico Nitrógeno amídico 3.2 2.0 7.2 9.2 6.1 10.6 5.0 6.3 1.2 6.3 4.9 0.3 2.8 4.1 3.1 8.2 7.1 22.4 1.6 7.7 11.0 1.7 5.1 7.8 4.7 0.2 3.3 4.6 6.3 1.3 6.2 3.5 12.3 9.0 17.0 4.2 9.7 9.3 2.7 8.1 4.6 6.8 2.9 11.4 8.4 3.1 1.1 4.8 2.5 8.1 8.8 11.8 6.4 7.1 10.4 10.8 5.0 6.4 8.5 2.4 12.2 9.6 2.1 1.7 1.0 0.9 0.9 16.0 11.9 4.5 4.3 7.7 13.2 2.8 2.5 8.8 13.0 0 5.2 2.1 12.5 3.1 4.9 2.5 6.8 18.6 9.5 27.2 3.4 5.6 15.1 2.5 1.0 0 3.4 2.3 0 0.8 8.6 0.7 4.5 6.3 11.3 1.6 1.9 1.1 1.3 1.4 0.7 Tabla 12.4. Composición de aminoácidos que contienen algunas proteínas importantes en el organismo Fuente: Menshikov y Volkov (1990). 12.2. Los aminoácidos. Los aminoácidos son la base de las proteínas, que en su estructura química aparecen un grupo α-amino (-NH3+), α-carboxilo (-COO-) y una cadena lateral ® específica de cada uno de ellos. Con tan sólo 22 aminoácidos diferentes se pueden lograr un número muy elevado de combinaciones (10130) para formar proteínas. Unidos por cadenas péptidas configuran la estructura de las proteínas. Los aminoácidos que requiere el cuerpo, están formados por un radical amino (NH2), un ácido orgánico (COOH), el resto de la molécula llamado cadena lateral 202 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR (es la que le da al aminoácido sus características particulares). Son sustancias absolutamente necesarias para poder aumentar la síntesis muscular, ya que prácticamente el 50% del peso seco de nuestro cuerpo son de esta sustancia, razón por la que deportistas como los culturistas utilizan más de 2 gramos/kilo al día en su aporte dietético normal. Aminoácido No entrenados Potencia Resistencia Leucina 133 +/-39 183 +/-44 145 +/-6 Taurina 94 +/-48 80 +/-52 59 +/-4 Aspartato 7 +/-4 31 +/-11 -- Treonina 145 +/-39 135 +/-34 112 +/-7 Serina 113 +/-30 133 +/-31 114 +/-5 Asparigina 62 +/-19 80 +/-28 -- Glutamato 34 +/-13 58 +/-19 -- Glutamina 656 +/-146 863 +/-241 718 +/-36 Glicina 232 +/-44 298 +/-66 222 +/-8 Alanina 360 +/-69 508 +/-188 299 +/-21 Citrulina -- 55 +/-10 -- Valina 264 +/-79 315 +/-53 236 +/-8 Metionina 24 +/-8 30 +/-7 27 +/-2 Isoleucina 64 +/-23 87 +/-13 72 +/-3 Tirosina 84 +/-19 76 +/-24 58 +/-4 Fenilalanina 58 +/-14 73 +/-19 62 +/-3 Ornitina 66 +/-17 94 +/-26 -- Lisina 192 +/-44 205 +/-48 164 +/-10 Histidina 94 +/-14 118 +/-30 73 +/-7 Arginina 94 +/-20 123 +/-40 79 +/-3 Tabla 12.5. Niveles de aminoácidos en sangre entre sujetos no entrenados, deportistas de potencia y de resistencia Fuente: Mero (1999). Tripton et al. (1999) comprobaron que cuando se ingieren (100 ml agua con 40 gramos de aminoácidos) aminoácidos 45 minutos después de un entrenamiento de fuerza (17 series x 8-10 repeticiones x 75% de ejercicios de piernas), se produce una hiperaminacidemia que es mucho mayor (dos veces) cuando la mezcla se hace sólo con aminoácidos esenciales y no con cualquier tipo de aminoácidos. Paralelamente se pudo comprobar que el balance neto de proteínas era significativamente mayor cuando se ingerían aminoácidos, lo que indinca una estimulación de la síntesis de proteínas musculares. Los autores relacionan este comportamiento con un estado de hiperinsulinemia que acompaña a la ingesta de los aminoácidos (cuadro 12.5.). 203 nm ol fenilalanina/m inuto/100 m L volum en pierna CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. 100 80 60 40 Placebo Mezcla AA 20 AA Esenciales 0 -20 -40 Síntesis Rotura Balance Neto Cuadro 12.5. La calidad de las proteínas también se puede determinar a partir del valor de sus aminoácidos, el cuál se calcula a partir de la cantidad de aminoácidos esenciales que tiene un gramo de esa proteína en relación con los que tiene otra de referencia {(mg AA esenciales / gr poteína) / (mg AA esenciales / gr poteína referencia)}. Aminoácido P.Animal Maíz Cereales Granos Legumbres Frutos Sec. Levadura Metionina Valina Isoleucina Leucina Lisina Fenilalanina Treonina Triptófano x xx xx xx xx x xx x x x x x -x --- xx x x x -x -x xx x x x xx x -x -x x x xx x xx -- x, -x x x x, -x X x xx x x x x -xx X Tabla 12.6. Presencia de aminoácidos en distintos tipos de alimentos Una de las formas más eficaces de utilizar los aminoácidos es en forma libre, también llamados purificados o cristalinos, los cuales han adquirido una gran popularidad entre algunos deportistas por su mayor rentabilidad respecto a los aminoácidos de cadenas peptídicas. Aminoácidos esenciales. Se llaman esenciales por que deben recibirse a través de la dieta, ya que el organismo no es capaz de sintetizarlos a partir de otros aminoácidos del cuerpo. Estos aminoácidos son ocho (9 en los niños): Aminoácidos ramificados (Valina, Leucina, Isoleucina), Licina, Metionina, Fenilalanina, Treonina y Triptófano. Otros dos, la Cistina y la Tirosina, son sintetizados en el cuerpo a partir de la Metionina y la Fenilalanina. 204 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR La importancia de estos aminoácidos en el rendimiento deportivo es indudable por razones evidentes, tanto en los deportes de fuerza como en los de resistencia. Einspahr y Tharp (1989), señalan que los corredores de resistencia tienen unos niveles plasmáticos más elevados de leucina (41%), isoleucina (27%) y tirosina (23%). Aminoácidos ramificados: La isoleucina, leucina y valina constituyen los aminoácidos ramificados (BCAA), constituyéndose en los más importantes para la construcción del músculo, ya que aumentan la producción de insulina y juega un importante en la retención de nitrógeno, dándole al músculo un elevado efecto anti-catabólico. Si en el tejido muscular penetran aminoácidos de cadena ramificada, en una cantidad superior a la que necesita para la síntesis de proteínas, el exceso puede ser utilizado como material nitrogenado precursor de la síntesis de aminoácidos no esenciales. En aquellos ejercicios intensos que agotan el glucógeno muscular, los aminoácidos ramificados constituyen una importante fuente energética, convirtiéndoles en una ayuda importante para mejorar el rendimiento en pruebas de estas. De tal forma, durante la realización de un esfuerzo de dos horas de duración a una intensidad moderada, se agota la mayor parte (90%) de la leucina de que dispone el organismo. CH3 CH3 CH3 CH.CH.COO- CH.CH2.CH.COO- CH3 NH3+ Valina NH3+ Leucina CH3.CH2 CH3 CH.CH.COONH3+ Isoleucina Consumos de aminoácidos ramificados (30-35% de leucina) antes o durante ejercicios de resistencia pueden llegar a prevenir o disminuir la degradación de proteínas, actuando indirectamente sobre el rendimiento y sobre las reservas de glucógeno. Blomstrand y Newsholme (1992), comprobaron que en deportistas bien entrenados en resistencia, la utilización de 7.5 gramos de BCAA (35% leucina; 50% valina y 15% isoleucina) en el caso de una carrera de cross de 30 kilómetros, o la utilización de 12 gramos (35% leucina; 40% valina y 25% isoleucina) durante una carrera de maratón, las concentraciones en plasma y músculo (vasto lateral) de estos aminoácidos aumentaron, algo que no ocurría entre los sujetos de un grupo de control al que se le suministró un placebo. Antes de comenzar a comentar individualmente las características de cada uno de estos aminoácidos conviene mencionar algunos aspectos vinculados a la 205 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. forma en que éstos son absorbidos por el organismo. En primer lugar debemos tener presente que los aminoácidos ramificados compiten de forma activa con otros aminoácidos como el triptófano y la tirosina durante el proceso de absorción, lo que obliga a temporalizar la ingesta de cada uno de estos aminoácidos cuando se quiere garantizar el suministro adecuado de todos ellos al organismo. Los aminoácidos ramificados son los primeros en ser absorbidos por el órganismo y enviados al torrente circulatorio. Esto hace que una gran parte de aminoácidos que circulan en las primeras horas sean de cadena ramificada convirtiéndose en principal suministro de aminoácidos para las estructuras musculares. Isoleucina (AUU, AUC). Aminoácido de asimilación rápida y uso energético por el músculo. Se usa para prevenir el desgaste muscular entre personas debilitadas. Esencial en la formación de hemoglobina. Como el resto de aminoácidos ramificados, el mejor momento para su ingestión es 90’ después del esfuerzo, aunque también podría realizarse antes del entrenamiento. La dosis recomendada de aminoácidos ramificados antes de entrenar es de 100 mg/kg/día8. Leucina (CUU, CUC, CUA, CUG). Usado como fuente energética ayuda a reducir la descomposición de la proteína. Regula el aporte de precursores de neurotransmisores por parte del cerebro, al igual que hace con la emisión de encefalinas que inhiben las señales de dolor o cansancio. En el caso de un agotamiento de las reservas de glucógeno, la leucina se convierte en una importante sustancia asociada con precursores gluconeogénicos, tales como la alanina, la cuál puede llegar a ser una importante fuente energética en situaciones de elevada fatiga. También es uno de los aminoácidos más importante como precursor de la insulina. Se pueden encontrar disminuciones significativas de leucina, en plasma o sangre, después de ejercicios aeróbicos (11-33%), anaeróbicos lácticos (5-8%) y fuerza (30%). La leucina y metabolitos de leucina como la α-cetoisocapoato han sido utilizados para inhibir la degradación de proteínas, particularmente durante períodos de incrementos de proteolisis. Hidroximetilbutirato. El β-hidroxil β-metilbutirato (HMB) es un subproducto del metabolismo de la leucina en el cuerpo humano, que suele ser comercializado como calcio-HMB-monohidrato. Estudios realizados por diferentes investigadores señalan que la suplementación con hidroximetilbutirato supone una ayuda ergogénica de gran utilidad en los deportes de fuerza. Este producto está compuesto por leucina y por α-cetoisocapoato, habiendose sugerido que los efectos anticatabólicos de ambos son regulados por el βhidroximetilbutirato (β-HMB). Suplementos de 50 mg/kilo/día son utilizados por deportistas de fuerza y potencia para complementar la dieta de proteínas (1-2 gramos/kilo/día), y de esta forma mantener los niveles de leucina en sangre. Por su parte, β-hidroximetilbutirato (β-HMB) se suele utilizar en dosis de 3 gramos/día. Se supone que suplementos de leucina y/o β-HMB, pueden inhibir la degradación de proteínas durante los períodos en que se incrementa la proteolisis, como es el caso de lo que ocurre con el entrenamiento de resistencia. Viene siendo utilizado en multidosis (3-4) que llegan a los 1.5-3.0 gramos por día divididos en tres tomas durante las comidas. En ocasiones también se vende unido a la histidina, la metionina y el complejo vitamínico-B. Su utilización se hace con el objetivo de incrementar la masa muscular y 8 Normalmente los BCCA se toman unidos a 50-100 mg de vitamina B6. 206 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR disminuir la grasa, aunque estas afirmaciones no han sido claramente demostradas experimentalmente en humanos, pero si existen evidencias suficientes en trabajos realizados con animales. Nissen et al. (1996), señalan que la utilización de 3 gramos/día de calcio β-HMB, incrementa la masa libre de grasa (aproximadamente 2.7 kilos) durante las primeras 3-4 semanas de utilización, en los que jugadores de fútbol hacían un entrenamiento de fuerza, la cuál se acompañaba de ganancias de fuerza del 13% cuando el suplemento era de 1.5 gramos/día y de un 18% cuando la dosis se incrementaba a los 3 gramos/día. Valina (GUU, GUC, GUA, GUG). Es un aminoácido esencial, que las proteínas de las carnes y los cereales contienen en un 5-7%, mientras que las proteínas de los huevos y la leche lo poseen en un 7-8%. Destaca su elevado contenido en la elastina (15.6%) lo que da una idea de su importancia como ayuda ergogénica en la síntesis de colágeno. Influye sobre el aporte al cerebro de neurotransmisores como el triptófano, fenilalanina y tirosina. Importante en la producción de glóbulos rojos y blancos (se suele usar como antianémico). Lisina (AAA, AAG). Es un aminoácido aislado a finales del siglo XIX a partir de la caseina, que aparece en las proteínas de la carne, huevo y leche (7-9%), o de los mariscos o pescados (10-11%), siendo más pobre en los cereales (24%). Su déficit puede retardar la síntesis proteica, afectando al músculo y al tejido conectivo. Ayuda a la formación de colágeno. Junta a la vitamina-C colabora en la formación de L-carnitina. La lisina según algunos autores estimula la producción de la GH. Siempre se utiliza unida a la arginina o la ornitina9 en dosis de 2.5 gramos, y unido a vitaminas y minerales10, tomados una hora antes del entreno. Un déficit de este aminoácido determina una fatiga crónica en el sujeto. Productos en los que aparece la lisina se utilizan para favorecer la absorción del hierro y del calcio, así como factor de asimilación de proteínas vegetales y de la leche. Otros aminoácidos esenciales. Metionina (AUA, AUG). Su biosíntesis parte del ácido aspártico, siendo aportado el átomo de azufre por la cisteína. Aparece en mayor proporción en las proteínas animales (2-4%) que en las vegetales (1-2%). Desempeña un papel especial en la biosíntesis de proteínas. Precursor de la cisteina, la creatina, la carnitia, el glutatión, las poliaminas y las catecolaminas. Es un elemento básico para la formación de colágeno. Parece que también interviene en la síntesis de ácidos nucleicos ARN y ADN, el material genético que se encuentra en las células. Mejora el estado de alerta del organismo, llegando a ser usados en algunos tratamientos de las depresiones. Suprime el apetito. Fenilalanina (UUU, UUC). Es un aminoácido esencial que fue aislado en 1881 por Schulze a partir del altramuz y que aparece en casi todas las proteínas (45%). El precursor para su biosíntesis es el corismato, una molécula en forma de anillo que se obtiene, entre otros, a partir de productos intermedios de la glicolisis. Es un aminoácido que contribuye a la liberación de endorfinas, razón 9 No existen datos científicos suficientes para asegurar el efecto de la arginina y la lisina sobre la hormona de crecimiento. 10 Suele usarse junto a la vitamina-B6, el fósforo y el potasio. Se recomienda 50 a 100 mg/día de B6. 207 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. por la que algunos deportistas lo utilizan para eliminar el dolor, aunque su efecto no es inmediato, sino que precisa un período relativamente largo para ser eficaz (2-3 semanas). También es un supresor natural del apetito y un efectivo antidepresivo, constituyendo una materia prima esencial para la formación de neurotransmisores. Con éste objetivo, se recomienda su uso entre 30-60 minutos antes de cada comida, en 2-3 dosis de 500-700 miligramos. En el organismo se transforma en tirosina. Treonina (ACU, ACC, ACA, ACG). Al igual que la serina tiene una cadena lateral hidroxilada (CH3-CHOH-). Pertenece por tanto al grupo de aminoácidos con cadenas laterales polares sin carga, y se encuentra con frecuencia en los centros activos de las enzimas. Al igual que la isoleucina, la treonina (a diferencia de todos los demás aminoácidos) tiene dos carbonos asimétricos. El precursor para su biosíntesis es el ácido aspártico. El contenido en la carne, leche y huevos se sitúa entre el 4-5%, mientras que en los cereales suele ser algo menor (2-5%). Componente importante del colágeno, por lo que se puede suponer necesario para aquellos deportistas en los que se sobresolicitan los tendones y otras estructuras elásticas musculares. En el organismo se transforma en glicina Triptófano (UGG). Participa como promedio en un 1,1% (en relación con todos los aminoácidos) de la composición de las proteínas. Las proteínas animales lo contienen en cantidades relativamente pequeñas (1-2%), aunque son todavía menores en las proteínas de cereales (0.5-1.0%). Pertenece al grupo de aminoácidos con grupos no polares o hidrófobos. Los mamíferos no pueden sintetizar el triptófano, por lo que figura entre los aminoácidos esenciales. En el metabolismo, el triptófano es importante entre otras cosas para la formación de la amida del ácido nicotínico (también denominada nicotinamida o vitamina B3). El organismo utiliza esta amida para fabricar el dinucleótido de nicotinamida y adenina (NAD), un transmisor universal de equivalentes de reducción (electrones o átomos de hidrógeno que participan en las reacciones de oxidación-reducción), o bajo la forma de dinucleótido fosfato de nicotinamida y adenina (NADP), en la biosíntesis de ácidos grasos. Aunque el triptófano, según algunas referencias, también puede producir un incremento de los niveles de GH (triptófano-Piperidina), su consideración en relación con el entrenamiento se basa en la formación de 5-hidroxitriptamina y serotonina (precursor del sueño). Newsholme propone que la serotonina está íntimamente relacionada con la génesis de la fatiga debido a su acción depresora. La captación cerebral de triptófano podría contribuir al incremento de la sensación de fatiga. Este aumento en la captación de triptófano por el cerebro está íntimamente relacionado con la disminución plasmática de BCAA. Cuando se agotan las reservas de glucógeno muscular y el organismo utiliza aminoácidos de cadena ramificada para aportar la energía necesaria, el coeficiente triptófano/BCAA se incrementará, lo que permitiría la entrada en el cerebro de una 208 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR mayor cantidad de triptófano, lo que originaría una elevación de los niveles de 5HT que produce cansancio, sueño y fatiga. También la movilización de una importante cantidad de ácidos grasos libres (como es lo que ocurre en pruebas de resistencia) hace que éstos compitan con el triptófano en su uniós con la albúmina plasmática, quedando mayor cantidad de este aminoácido en forma libre capaz de atravesar la membrana cerebral y provocar sensaciones de fatiga. En ocasiones se usa unido a la ornitina, la arginina y la glicina, para incrementar la secreción de GH, en ingestas nocturnas11. La dosis recomendada en la dieta se evalúa en 250 miligramos por día, cantidad que es fácil de encontrar en las dietas normales, lo que unido a algunas informaciones respecto al riesgo que puede suponer la utilización masiva de este aminoácido hace pensar en la no-conveniencia de su uso. Aminoácidos no esenciales. Son aquellos aminoácidos que pueden ser sintetizados por el organismo a partir de los aminoácidos esenciales. En el ser humano y, especialmente, entre los deportistas, es importante que aminoácidos no esenciales como la glutamina, la arginina, la ornitina, la alanina y la glicina, se mantengan en niveles elevados, con lo que garantizaremos sus funciones en el organismo. Glutamato → Glutamnato Semialdeido → Ornitina Intestino ↓ Glutamina Citrulina Carbomoil Fosfato ↓ Glutamina Citrulina Sangre Arginina Aspartato Ciclo de la Urea Carbomoil Fosfato (Célula) Arginina Urea Arginina Ornitina Síntesisde de Síntesis Proteínas Proteínas Acetato Guanidina (Orina) Hígado Creatina Creatinina Creatin Fosfato Creatina Riñones Músculo Cuadro 12.6. Los aminoácidos no esenciales. 11 Las propuestas que realiza Texier (1988) son las siguientes: 1.5 gr de ornitina, 3 gr de glicina, 0.5 gr de triptófano, 250 mg de vitamina-B6 y 20 mg de vitamina-PP. 1 gr de ornitina, 2.2 gr de arginina, 0.8 gr de glicina, 1 gr de vitamina-C y 250 mg de vitamina-B6. 209 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Los aminoácidos no esenciales, son: Glutamina (CAA, CAG). Es sintetizado por el organismo a partir del glutamato y amoniaco mediante la acción de la enzima glutamina sintetasa. Representa una gran parte de los aminoácidos musculares, siendo así mismas estas estructuras las principales responsables de aportar este aminoácido al organismo con una capacidad de síntesis de 50 mmol/l (Walsh et al.-1998). Además forma parte de gran parte de la energía utilizada por las células de división rápida (linfocitos) y la mejora del sistema inmunológico. Su relación directa con linfocitos y macrofagos le confiere una importancia significativa en el control de algunos aspectos importantes de las funciones inmunológicas del organismo. Cuando la musculatura es sometida a un estrés físico elevado libera glutamina, ya que en ella se almacena y sintetiza, lo que ocurre cuando comienzan a deshidratarse y catabolizarse, lo que equilibra la situación y facilita la síntesis de proteínas. Stroescu propone que el ácido glutámico, administrado en grandes dosis, interviene, de forma favorable, en aquellas situaciones de esfuerzo excesivo (sobreentrenamiento), no en vano, tras una prueba de resistencia se observan caídas significativas de sus niveles plasmáticos (valores normales 500-750 µmol/l), situación que no se repite cuando se realizan esfuerzos cortos y de alta intensidad. La disminución de glutamina plasmática (<500 µmol/l) obliga al deportista a realizar largos períodos de recuperación. Todo lo descrito en este párrafo nos hace pensar que la glutamina puede ser un complemento ergogénico importante para deportistas de resistencia (ciclistas, maratonianos, triatletas, etc,.), sobre todo durante el período de máximo volumen de carga. Por el contrario, se han observado incrementos de glutamina plasmática tras ejercicios breves (<1 hora) de alta intensidad. Se ha descrito que su uso conlleva un incremento de las catecolaminas séricas y la mejora de los procesos de adaptación al esfuerzo, con disminución de la cantidad de O2 consumido. Produce, por trasaminación, el alfacetoglutarato, el cuál entra en el ciclo de Krebs contribuyendo al metabolismo energético muscular. También fija el amoníaco (NH3) contribuyendo en los procesos de desintoxicación. Van der Schoor et al. (1997) comprobaron que al suministrar a un deportista, al finalizar un esfuerzo hasta la extenuación, una bebida que contenía 0.3 gr/kg de proteínas hidrolizadas se podía prevenir la disminución de los niveles de glutamina plasmática. Kingsbury et al. (1998) también comprobaron que con una dieta adicional de proteína (20 gr/día) se pueden incrementar los niveles de glutamina plasmática. Este último trabajo nos hace pensar en la necesidad de no descuidar un aporte adecuado de proteínas en la dieta de los corredores de fondo (1.5-2 gr/kg/día). Welbourne (1995) comprobó que dosis relativamente pequeñas de glutamina (2 gramos) pueden tener un efecto significativo en las 210 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR concentraciones de GH cuando las mismas son medidas 90’ después de haberse realizado la ingesta de éste aminoácido. Se recomienda utilizar, antes de entrenar, en dosis de 40 milígramos por kilo de peso corporal y día. Los culturistas emplean la L-Glutamina en dosis, incluso superiores a 1500 miligramos/día, en tres tomas de 500 repartidas en momentos del día en las que no se coincida con la comida, con la intención de, junto al entrenamiento específico de fuerza, incrementar la masa corporal. Todo parece indicar que dosis de 2000-3000 miligramos/día incrementa los niveles endógenos de la hormona de crecimiento. Sin embargo, el 85% de la glutamina que se consume por vía oral no llega al corriente sanguíneo, siendo utiizada parte de ella por el tracto intestinal para su acción peristáltica, lo que obligaría a utilizar grandes dosis diarias para conseguir otros beneficios, o bien combinarla con alanina para garantizar su paso a través del intestino. Otra solución es utilizarla con un fosfolípido (lisofosfatidilcolina) que se adhiere a la membrana celular (Small-2000). Glutamato (GAA, GAG). Se forma en el organismo a partir de 2-cetoglutarato que se forma en el ciclo de los ácidos tricarboxílicos a partir del citrato. Intermediario en reacciones de interconversión entre aminoácidos como es el caso de la glicina. Precursor de prolina, ornitina, arginina, poliaminas y GABA. El ácido glutámico es un neurotransmisor excitador producto de numerosas vías metabòlicas, jugando un importando rol en el ciclo de Krebs. Arginina(CGU, CGC, CGA, CGG). Este aminoácido no esencial, que se produce a partir de la glutamina tras su transformación en ornitina, es parte integrante del ciclo de la urea. Contiene un grupo guanidino ((NH2)9C(NH2)(NH)-) en el extremo de la cadena lateral que está cargado positivamente a pH neutro, por lo que pertenece al grupo de aminoácidos con carga positiva. Está ligado a la acción desintoxicante sobre la urea y el amoníaco, especialmente en esfuerzos en los que hay gran utilización muscular, lo que le hace ser un elemento muy útil en el entrenamiento anaeróbico, especialmente con altos niveles de tensión. La arginina, formada en el ciclo de la urea, se transforma en el precursor de este compuesto en el organismo. Sus efectos favorables sobre el metabolismo proteico son mayores en forma de aspartato que de clorohidrato. En niños (aspartato de arginina) tiene efecto sobre un incremento de la hormona del crecimiento12, hecho comprobado cuando los aminoácidos son administrados por vía intravenosa en dosis de 0.25 gramos por ½ kilo de peso corporal, lo que supone una enorme cantidad respecto a lo que suelen disponer los productos que con este fin suelen venderse a los deportistas. 12 La arginina, la ornitina, el triptófano, el GABA y la L-Dopa parecen ser estimuladores potenciales de la GH. 211 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Según Pearson y Show (1982), la emisión de GH durante el sueño aumentó significativamente después de que cinco personas normales ingirieran arginina oral (aspartato de arginina) en dosis equivalentes a 18 gr/día durante una semana, no observándose efectos al 40% de esa dosis. Dosis de 250 mg/kg de aspartato de arginina administrados por vía oral incrementan el pico de GH plasmático durante el sueño (Besset y col-1982). Por su parte, Findling y Tirrell (1986) señalan que una dosis intravenosa de 0.5 gr/kg incrementa los niveles de GH plasmático. Isidori et al. (1981) indican que la combinación de arginina y lisina en dosis de 1200 cada uno, permiten elevar en un 500% los niveles de GH. Bucci et al. (1990) también encontraron que la Lornitina suministrada de forma oral (170 mg/kg) permite elevar la GH plasmática en 7ng/mL 90’ después de la aplicación de la dosis. Texier (1988) habla de necesitar una dosis de 250 mg/kg de aspartato de arginina para conseguir estimular la secreción de la GH (pico de creción nocturna) en un 60%. Las personas con tendencia a padecer de herpes no deben hacer uso de estas sustancias, ya que corren el riesgo de desarrollarlos. Arginina Ácido Fumárico NH3 3 NH H2O Urea Urea Ácido Arginino-Succinico Ácido Aspártico Citrolina Ornitina NH3 3 NH CO2 2 CO CarbamilFosfato Normalmente, se usa unido a la ornitina (ver ornitina) o a la lisina, usando en este segundo caso dosis de 2.5 gramos una hora antes de entrenar. Junto a los aminoácidos ramificados, puede ser un importante precursor de la insulina. Ornitina(CGU, CGC, CGA, CGG)13. Se forma en el organismo, en procesos reversibles, a partir del ácido glutámico, la arginina o la prolina. De efecto similar a la arginina, formando parte del ciclo de la urea, promoviendo la conversión de amoniaco en urea. Las investigaciones demuestran que una ingesta de 6 gramos de ornitina reducen los niveles de amoniaco. En ocasiones se le asocia a la elevación de las concentraciones de GH, pero esto no está demostrado. Lefavi et al. (1994) citan algún trabajo en el que la ingesta de ornitina por, culturistas, en dosis de 3, 7 y 12 gramos/día conducía a incrementos en la producción de GH. Su utilización junto a la arginina se realiza en dosis individuales que oscilan entre los 2.5-10 gramos, debiendo 13 No podemos olvidar que no existen datos científicos concluyentes que permitan asegurar los teóricos beneficio de la ingesta asociada de ornitina y arginina. 212 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR administrarse antes de acostarse (después de la cena), al levantarse (1/2 hora antes del desayuno) o antes de entrenar (estómago vacío). Tirosina(UAU, UAC)14. El primero en obtenerlo fue Liebig (1846) a partir de la caseína. Casi todas las proteínas contienen, al igual que la fenilalanina, un 26% de tirosina. En bioquímica es utilizada como índice de catabolismo proteico. Se forma en la vía principal de degradación de la fenilalanina. Precursor de los neurotransmisores dopamina, acetilcolina, norepinefrina y epinefrina, lo que puede ser de utilidad a la hora de mejorar la velocidad de transmisión de los impulsos nerviosos y, por lo tanto, el proceso de contracción muscular. Algunos deportistas la utilizan como un sustituto natural de las anfetaminas. Parece estar relacionado con hormonas como la tirioidea, y la hormona del crecimiento. A partir de L-Tirosina se obtiene noradrenalina la cuál desempeña un papel importante en síntesis de dopamina que a su vez influye sobre la secreción de la GH. También se usa unido a la ornitina y la orginina, para incrementar la secreción de GH15. Tiene un efecto opuesto al del triptófano, ya que bloquea la absorción del mismo a través de la barrera hematoencefálica. La dosis que se suele utilizar en el deporte es de 500-1000 miligramos por día, especialmente antes del entrenamiento y con el estómago vacío, procurando en cualquier caso tomar simultáneamente a cualquier otro tipo de aminoácido. Cisteina (UGU, UGC). Aparece en la mayor parte de las proteínas en una proporción entre el 1-2%. Se produce durante la degradación de la metionina y la serina, lo que explica que pueda reemplazar parcialmente a la primera. Cuando la metionina pierde el grupo metilo de su átomo de azufre se transforma en homocisteína, que es la sustancia precursora de la cisteína. Su estructura molecular contiene un átomo de azufre en la cadena lateral extremadamente reactivo. Parece actuar como desintoxicante combinado con el ácido aspártico y la citrulina-L. Estimula la actividad de los glóbulos blancos, por lo que se le considera una sustancia necesaria para garantizar el buen estado del sistema inmunológico. Es un precursor de la taurina (neurotransmisor) y para la síntesis de glutatión (antioxidante). Glicina (GGU, GGC, GGA, GGG). Es el aminoácido más simple que podemos encontrar, con un átomo de hidrógeno como cadena lateral, muy abundante en 14 Cistina y la Tirosina, son sintetizados en el cuerpo a partir de la Metionina y la Fenilalanina. 15 Una propuesta de 1.5 gr de ornitina, 2 gr de tirosina, 1 gr de arginina, 1 gr de vitamina-C, y 250 mg de vitamina-B6, tomados por la mañana, mejora la producción de GH. 213 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. las proteínas estructurales (el colágeno contiene del 25-30%). Fue el primer aminoácido en ser aislado, en 1820, a partir de un hidrolizado de gelatina. Nuestro cuerpo fabrica unos 15 gramos diarios. Se puede producir a partir de la la treonina, la serina, la glicina o de glutamato. Precursor de la biosíntesis de la purina. Su biosíntesis tiene lugar a partir del dióxido de carbono y del amoniaco o a partir de la serina. Tiene una gran importancia fisiológica en los mamíferos, ya que actúa en la transmisión de los impulsos eléctricos. Algunas publicaciones señalan que la ingestión de 30 gramos de glicina (Bucci) va asociada a un notable incremento (10 veces más) de la hormona del crecimiento. Su aplicación al deporte muestra resultados ambiguos, ya que frente a los resultados encontrados por Chaikelis (1941) quien demostró aumentos significativos de la fuerza tras la ingestión de 6 gr/día durante 10 semanas, o lo resultados alcanzados por Beard (1943) quien comprobó que la ingesta de 5-12 gr/día de glicina parecía estar asociado al incremento de la carga de trabajo en una prueba en cicloergómetro (22% en mujeres vs 32% en hombres), otros trabajos posteriores no llegan a las mismas conclusiones. En cualquier caso, todos los indicios nos inclinan a pensar que es un aminoácido importante en el entrenamiento de la fuerza. Alanina (GCU, GCC, GCA, GCG). Su formación tiene lugar a través de la transaminación del piruvato (éster del ácido pirúvico), producto final de la glicolisis. Esta reacción también tiene lugar en los músculos esqueléticos en condiciones anaeróbicas. Al igual que el ácido láctico que se genera en esas mismas condiciones, la alanina vuelve a transformarse en piruvato en el hígado, y tras la síntesis de glucosa vuelve a estar a disposición del músculo como portador de energía. Componente básico del tejido conjuntivo, así como, intermediario básico en el ciclo glucosa/alanina, que permite que el músculo obtenga energía a partir de los aminoácidos. Ayuda a fortalecer el sistema inmunológico. Transportador de nitrógeno desde los tejidos periféricos (excreción de nitrógeno). 214 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Cuadro 12.7. Actuación de la Alanina para la obtención de energía por el músculo. Ácido aspártico (GAU, GAC). Existe en todas las proteínas animales, principalmente en las algúminas, en cantidades que oscilan entre el 6-10%. Ricas en ácido aspártico son las proteínas de la alfalfa (14.9%) y del maíz (12.3%). Este aminoácido presenta un grupo carboxilo (COOH-) en el extremo de la cadena lateral. A pH fisiológico, este grupo funcional tiene una carga negativa, por lo que a menudo el ácido aspártico también se denomina aspartato. Su biosíntesis tiene lugar por transaminación del ácido oxalacético, un producto intermedio del ciclo de Krebs. Ayuda a convertir los hidratos de carbono en energía muscular. En el organismo se transforma en alanina. Desarrolla anticuerpos e inmunoglobulinas del sistema inmunológico. Reduce los niveles de amonio después del ejercicio. Prolina (CCU, CCC, CCA, CCG). Se forma a partir del glutamato o de la oxiprolina. Relacionado con la ornitina y la oxiprolina, es un componente básico en la formación de tejido conjuntivo. Se moviliza rápidamente como energía muscular. Serina (UCU, UCC, UCA, UCG). Todas las proteínas contienen entre un 4-8% de esta proteína. La formación de este aminoácido se produce en la glucolisis a partir del 3-fosfoglicerato. Es el aminoácido precursor de la glicina y de la esfingosina. 215 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Constituyente de los fosfolípidos y precursor de etanolamina y colina. Importante productor de energía en las células. Forma parte del sistema inmunológico produciendo inmunoglobulinas y anticuerpos. Otros aminoácidos. Existen otros aminoácidos que no se encuentran en las proteínas (L-Dopa y 5-hidroxitriptofano), razón por lo que se debe tomar a través de productos preparados. En particular, debemos destacar el L-3-4dihidroxifenilalanina (L-Dopa) al cual se le considera, igual que el otro aminoácido citado, un potente estimulador de la GH, aunque presenta importantes efectos secundarios. 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(1985). 217 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. 218 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Capítulo 13 Otras ayudas ergogénicas aplicadas en el entrenamiento de la fuerza 13.1. Estimuladores de la testosterona endógena. Son sustancias que utilizan los deportistas por que, supestamente en algunas ocasiones, favorecen la producción endógena de testosterona. Algunos de ellos son otras hormonas y otras sustancias farmacológicas de diferente utilidad. 13.1.1. Hormonas o Esteroides estimuladores de la testosterona: Análogos de la hormona liberadora de gonadotropinas. Si bien a corto plazo activan el eje hipotalamico testicular, la administración de forma continuada inhibe la liberación de gonadotropinas (LH y FSH) y bloquea la síntesis de hormonas sexuales. La utilización de la GnRH, por vía parental tiene como objetivo incrementar, indirectamente, la producción endógena de la testosterona, vía incremento de la producción de LH, evitando de esta manera alteraciones en eje hipotalámico-hipofisario-testicular. Esto facilita, igual que ocurre cuando se usa HMG, el poder enmascarar el uso de testosterona exógena, aunque no el uso de esteroides anabolizantes. Gonadoliberina (LH-Rh). Es un factor de liberación hipotalámico que es utilizado en farmacología para el diagnóstico de disfunción hipotalámicahipofisaria. La gonadotropina coriónica humana (Chorogonin; Coriantin; Endocorion; Riogon; Antophyn; Ambinon; Antuitrin-S; Apoidina; Choragon; Ferti-Cept; Follutein; Gestasol-Dry; Glukor; Gravimun; Libigen; Physex; Predalon; Pregnesin; Pregnyl; Profasi; Porfasi; Prolan) es una hormona foliculoestimulante sintetizada por el tejido coriónico de la placenta y es extraída de la orina de las mujeres gestantes. Funciona como agonista, casi inmediato, de la LH (hormona luteinizante) y por lo tanto actúa incrementando indirectamente la producción de testosterona al estimular directamente las células de Leydig. Este comportamiento es el que motiva que algunos usuarios de esteroides la utilicen para estimular la producción endógena de testosterona normalmente disminuida tras el uso de grandes dosis de estos productos. Muy populares fueron también los posibles efectos que pudiera tener sobre el rendimiento entre las mujeres embarazadas que posteriormente abortan, aunque en la actualidad desconocemos datos refrendados científicamente. Su uso determina un rápido aumento de la testosterona plasmática (2 horas después de ser utilizada), la cuál suele venir seguida con una segunda subida de la testosterona en los 2 ó 5 días posteriores. También es utilizada para paliar la atrofia testicular cuando se usan de forma elevada esteroides de síntesis. Una dosis de 5000 UI aumenta significativamente la testosterona plasmática en sujetos normales. Las dosis habituales utilizadas por algunos deportistas es de 1000-3000 U.I. cada cinco días en ciclos de 3 219 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. semanas con un mes de descanso. Más tiempo puede conducir a una atrofia testicular. Algunos datos indican que cuando se usa HGC el organismo puede producir nandralona de forma natural y superar los valores permitidos en un control antidopaje (Reznik et al.-2000). Gonadotropina Menopáusica Humana (HMG). Es otra hormona foliculoestimulante y luteinizante de origen hipofisario obtenida de la orina de mujeres posmenopausicas. En el deporte ocasionalmente se utiliza la HMG para incrementar la producción de testosterona endógena en los hombres (Biogonadyl, Choragon, Chorex, Gestyl, Gonic, Physex, Pregnyl, Profasi, Ovogest, etc,.). Su preparación contiene 75 UI de FSH y 75 UI de LH. Una sóla inyección de HGC de 6000 UI conduce a una elevación importate de los niveles de testosterona durante al menos 6-7 días, incluso dosis menores (1500 UI permiten elevaciones de 2.57 veces el valor inicial. Lo normal es utilizar inyecciones que oscilan entre los valores señalados (1/cada 5 días). Dihidroepiandrosterona (DHEA) (DHEA-50, DHEA-25Gum, DHEA-Max, DHEA-SLTM, etc,). La DHEA es una de las sustancias que más difusión tiene entre el mundo de los culturistas aficionados y entre algunos atletas por sus supuestas relaciones con el desarrollo muscular y la mejora de la fuerza. Es la hormona esteroidea principal que produce la glándula suprarrenal y, en menor cantidad en los testículos, constituyendo un paso intermedio hacia la producción de testosterona endógena. Sus niveles disminuyen con la edad (50% entre la edad de 20 a 40 años, llegando a niveles del 10-20% a la edad de 80 años). Se le considera un anabólico de baja eficacia pero se le asocia con la mejora de la masa muscular limpia de grasa o como agente anticatabólico. Presenta la ventaja de no ser especialmente perjudiciales para el funcionamiento del eje hipotalámico-hipofisario-testicular. El uso terapéutico recomendado está entre 50-100 miligramos por día, pero aunque en culturistas se suelen utilizar entre 200-300 miligramos diarios. Algunos trabajos indican que dosis de 300 miligramos, aplicadas durante un mes, administradas a sujetos de edad media (alrededor de los 55 años), producía disminuciones de un 27% en la insulina, incrementos de un 89% en la IGF-1 y disminuciones de un 14% en la grasa corporal. Uno de los aspectos negativos que se le asocian, estriba en que la DHEA puede transformarse en estrógenos (aromatización). Esto hace que su mayor eficacia se encuentre en su uso por las mujeres. Dehennin et al. (1998) investigaron el efecto de la utilización de suplementos orales de DHEA (50 mg) en el perfil urinario de andrógenos, demostrando que era rápidamente absorbida (5075% de la dosis en 24 horas). Con dosis tan pequeñas como la utilizada la posibilidad de ser detectada en un control antidopaje se limita a las ocho horas siguientes de su utilización, aunque no se debe olvidar la enorme variabilidad que muestra dicho comportamiento. Nestler et al. (1988), compararon 5 sujetos que utilizaban 1600 mg/día, durante 28 días, con otros cinco sujetos que utilizaron un placebo, observando que los primeros aumentaban 2.0-3.0 veces los niveles plasmáticos de DHEA-s y androstenediona. 220 Androstenediona (Androstenediona, 4-Androstenediol, 5-Androstenediol, 19Norandrostenediona y 19-Norandrostenediol). La androstenediona es un esteroide precursor de la testosterana o de la nortestosterona por acción de las enzimas 3-beta (andriostenediol a testosterana) y 17 beta-hidroxiesteroide ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR dehidrogenasa (androsteneiona a testosterana y nor-androstenediona a nandrolona). (colesterol → Pregnenolona → DHEA → Androstenediona → Testosterona). Producto Hormona Androstenediona Testosterona 4-Androstenediol Testosterona 5-Androstenediol Testosterona 19Norandrostenediona Nortestosterona 19Norandrostenediol Nortestosterona Consideraciones Precursor de la testosterona que se convierte con facilidad en estrógenos Es un excelente precursor de la testosterona. Es un precursor de la testosoterona, aunque con poca afinidad para que cumpla tal función en el cuerpo, con una estructura similar al metandriol, esteroide de uso veterinario con bajo poder anabólico. Base del popular esteroide DecaDurabolin (es la nandralona equivalente a la androstenediona), muy similar a la testosterona en su estructura salvo en la posición del carbono-19 Los más populares son 19-nor 4 androstenediol y 19-nor 5 androstenediol. Tabla 13.1. Precursores de testosterona Este andrógeno (androstenediona) se ha popularizado durante 1999 tras reconocer su utilización el famoso bateador norteamericano McGwyre tras su espectacular temporada. Esta circunstancia y el hecho de que sea de fácil acceso en determinados países, han multiplicado su uso por gran número de deportistas de todos los niveles aunque su poder anabólico es limitado. Algunos de los más utilizados son: Andro-100 100 miligramos de androstenediona por cápsula Andro-250 250 miligramos de androstenediona por cápsula 19-Andro-250 250 miligramos de 19 Norandrostenediona por cápsula 4-Diol-250 250 miligramos de 4-androstenediona por cápsula 5-Diol-250 250 miligramos de 5-androstenediona por cápsula 19-Nor-3-Andro 100 miligramos de androstenediona por cápsula 100 miligramos de 5-androstenediona por cápsula 100 miligramos de 19-norandrostenediona AndroPlex-700 100 miligramos de androstenediona por cápsula 100 miligramos de DHEA por cápsula Tabla 13.2. Cantidades de distintos andrógenos por cápsula Por su parte, la 19-nortestosterona es menos andrógenica que la androstenediona, no actuando a nivel del sistema nervioso, lo que evita otros efectos no deseables como es el caso de la agresividad elevada que en ocasiones presentan los consumidores de esteroides androgénicos anabolizantes, o el caso de la libido alterada. 221 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Colesterol Colesterol Pregnalona Pregnalona DHEA DHEA ANDROSTENEDIONA ANDROSTENEDIONA Testosterona Testosterona En su utilización se debe cuidar su dosificación para evitar algunos problemos clásicos de los esterpoides androgénicos anabolizantes. Para evitar la aromatización se recomienda el uso paralelo de un antiestrógeno (ejmplo: Crisina), y bloquear los efectos de la dihidrotestosterona (andrógenicos o daño en la próstata). Tampoco debemos ignorar que la combinación de norandrostenediona y el norandrostenediol puede dar positivo por nandralona (>2 microgramos/litro). Por otro lado, se ha comprobado que dosis inferiores a 100 mg no rompen el eje hipotalámico-hipofisario-gonadal. Existen diferentes propuestas para la utilización de la androstenediona, aunque una de las más utilizadas es la siguiente: Tomar diariamente en ciclos de ocho semanas, seis de ingesta y dos de descanso, alternando en cada cicllo el tipo de producto. Si se entrena por la tarde: Tomar 250 miligramos al levantarse, 250 miligramos 30-45 minutos antes de entrenar y 250 miligramos antes de acostarse. Si se entrena por la mañana: Tomar 250 miligramos 30-45 minutos antes de entrenar, 250 miligramos 5 horas después de la primera dosis y 250 miligramos antes de acostarse. 13.1.2. Sustancias no hormonales. 222 Tribulus Terrestris. Es un estimulador natural de la testosterona que deriva de hierbas que como ocurre con la conocida como fenugreek pertenecen al grupo de fenusteroles ricas en saponinas. Algunos estudios muestran que la utilización durante 30 días de dosis de 750 mg/día conduce al incremento de un 72% en la LH y de un 41% en la testosterona. Zinc. Es un mineral importante para el funcionamiento del sistema inmunológico, formando parte de enzimas antioxidantes como la catalasa y el superóxido-dismutasa. También parece ser un elemento necesario para la producción de testosterona y de los receptores ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR androgénicos. Las dosis recomendadas oscilan entre los 15-50 milígramos, aunque debe tenerse precaución con el producto a que pueda venir asociado.Los compuestos iónicos simples, como es el sulfato de zinc y el óxido de zinc, se absorben mal, por lo que se recomienda utilizar formas "queladas" como el gluconato de zinc, el acetato de zinc o el zinc quelado con aminoácidos (especialmente zincmetionina), así como acompañarlo con vitamina B6. Siempre debe evitarse productos que mezclen el zinc con el calcio, ya que el calcio impide la absorción del zinc. Boro. Es un mineral traza que se comercializa como un producto que incrementa los niveles plasmáticos de testosterona, con lo que supondría tener efectos en la mejora de la fuerza y el aumento de la masa muscular. Sin embargo, no existen evidencias científicas que demuestren sus efectos sobre los andrógenos. Yohimbina. La orteza de extracto de Yohimbina es un producto que se obtiene de la corteza de un árbol y que tiene efectos vasodilatadores. Esta propiedad ha hecho que se utilizase como afrodisiaco en diversas zonas del golfo de Guinea y de sudamérica. También fue comercializado añadiendo bajas dosis de metiltestosterona lo que le convierte en una forma fraudulenta de vender un esteroide anabolizante. De lo que se conoce actualmente, no existe ninguna evidencia científica en la que apoyar sus efectos sobre el incremento endógeno de testosterona. Ácido ferúlico (Gamma-Orizanol). Es una sustancia que aparece de forma natural en muchos alimentos (arroz, trigo, avena, soja, sésamo, cacahuete, girasol, alfalfa, cerveza, legumbres, etc.) y que parece estimular, también de forma natural, diferentes glándulas de secreción hormonal al ser un componente activo y purificado del gamma orizanol, que suele utilizarse como imitador de los esteroides anabolizantes. Esto permitiría aumentar la masa muscular y la fuerza, acompañadas con reducción de la grasa corporal, aunque no existen datos experimentales que lo confirman. Es más, algunas evidencias señalan un efecto opuesto a la producción de LH. Sí parece ser un potente antioxidante, actuando mediante la inhibición de una serie de enzimas emitidas por los radicales libres. Otra peculiaridad que se le atribuye, es la de mejorar la recuperación de la fatiga al aumentar la síntesis de endorfinas. Su toma antes de las comidas en dosis de 4-5 milígramos por cada 10 kilos de peso corporal y, preferentemente, junto a las vitaminas C, E, B12 y selenio. Clomid. Del citrato de clomifeno hablaremos más adelante al comentar productos con efecrtos antiestrógenos. Se trata de un estrógeno sintético que se utiliza en el tratamiento de mujeres con problemas de infertilidad, pues su efecto es directo sobre la adenohipófisis aumentando la producción de la hormona folículo estimulante (FSH). También incide sobre la producción de LH, razón por lo que se convierte en un interesante estimulador de la producción endógena de testosterona. Su efecto es a medio plazo lo que le diferencia de la HGC. Se utiliza en dosis de 50-150 milígramos/día. Acetil-L-Carnitina. El ALC (acetil-L-carnitina). Es un derivado acetilado de la L-Carnitina que se encuentra en el SNC y aumenta los niveles de 223 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. acetilcoenzima A (acetil-CoA). Se le atribuyen numerosas funciones relacionadas con la actividad física entre las que podemos destacar las siguientes: (a) aumento de los niveles de dopamina en el cerebro y, por lo tanto, en la regulación de diferentes hormonas; (b) atravesar con facilidad la membrana cerebral favoreciendo la alerta mental y la concentración. En algunos medios relacionados con el culturismo últimamente se ha popularizado este producto por su supuesta relación con el incremento de la testosterona endógena y la disminución del catabolismo muscular que produce el incremento de cortisol durante el ejercicio intenso. Así, los estudios realizados por Bidzinski et al. (1993) demuestran que el uso de este producto parece incrementar la producción endógena de testosterona, aunque los mecanismos que conducen a este comportamiento no se han esclarecido todavía. Puede ser que al ALC provoque un aumento de LHRH por parte del hipotálamo y, de esta forma, potenciar la actividad del eje hipotalámico-hipofisariogonadal. Algunas evidencias también señalan que un aumento de LH por parte de la hipófisis también regulan la producción de enzimas como el citocromo P-450 la 17β-hidroxiesteroideshidrogenasa y la 3βhidroxiesteroideshidrogenasa que actúan en la conversión de la DHEA, la androstenediona y el androstenediol en testosterona. En el mercado se encuentra unido16 a la glutamina (2000 miligramos/dosis) con el fin de incrementar su efecto anabólico (acetabolan), supuestamente actuando sobre la síntesis de proteína y la producción de hormona de crecimiento. El ALC, también contiene zinc, lo que supuestamente le permite incidir la producción de testosterona, GH y IGF-1 y, por lo tanto sobre la capacidad anabólica del sujeto. Se suele utilizar una hora antes del entrenamiento para evitar los efectos negativos del cortisol y potenciar los efectos anabólicos de una menor reducción de los niveles de testosterona endógena. Más recientemente, el ALC se fabrica unido al tribulus terrestris (Acetabolan-II) con la intención de potenciar su efecto sobre la testosterona. 13.2. Estimuladores de la hormona de crecimiento. Son productos, normalmente aminoácidos, que tienen la propiedad de incrementar la producción endógena de la hormona de crecimiento (GH). También aquí se puede hablar de sustancias hormonales y no hormonales. 13.2.1. Sustancias hormonales. 16 GHRH (Hormona Liberadora de la Hormona de Crecimiento). Es una hormona que produce el hipotálamo y tiene como función estimular la secreción de la GH por la adenohipófisis. Su uso endógeno se suele hace unido a la galanina que es una proteína de 29 aminoácidos. Davis (1987) encontró que cuando se toman simultaneamente la GHRH y la galanina la producción de GH son tres veces superior que cuando la ingesta de GHRH se hace de forma aislada. Chatterjee (1988) señala que la ventaja de la La dosis mínima de ALC es 1 gr diario, aunque lo ideal está entre los 2-3 gr por día. 224 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR utilización de galanina está en el efecto que tiene sobre la adrenalina, la cuál actúa bloqueando el mecanismo GHRH-GH. Sermorilina. Es un factor de liberación de la hormona de crecimiento de uso médico especializado, que debe ser utilizado con precaución en cualquier persona, especialmente en casos de epilepsia, hipotiroidismo, fármacos antitiroideos, obesidad o hiperlipemia. 13.2.2. Sustancias no hormonales. Aminotropin. Se han demostrado muy eficaces para incrementar de forma significativa los niveles de GH y IGF-1 en sujetos de edad elevada. El Aminotropin-6 contiene glutamina, Inositol Foskolin, entre otros componentes. Huhn et al. (1993) comprobaron que al suministrar 1.0 microgramos/kg.h, se incrementaron los niveles de GH, el número de pulsos de esta hormona, su duración y aumento proporcional, alcanzando valores 8 veces superiores a los de un grupo de control al que se le suministró una concentración salina. También observaron incrementos de hasta un 20% en los niveles de IGF-1. Arginina, Ornitina y otros aminoácidos. Para comprender el efecto que cada aminoácido tiene sobre la producción endógena de la hormona de crecimiento se debe leer el apartado dedicado a estos productos. Ornitina Keto-glutarato (OKG). Es un precursor de la GH, además de un anticatabólico y un reforzador del sistema inmunológico. Se utiliza en dosis de 1 a 10 gramos/día, aunque su sabor es un handicap ante dosis tan elevadas. El MK-0677 es un péptido relacionado con la producción endógena de la hormona de crecimiento, que puede ser utilizado por vía oral, ya que no es excesivamente alterado durante la digestión. Dosis entre 20-30 miligramos por día, parece que favorecen la frecuencia de los impulsos de la hormona de crecimiento, así como los niveles de IGF-1 (Jacks et al.-1996). Calostro. Es un fluido mamario que antecede a la leche en las 48-72 horas siguientes al parto que es utilizado como precursor de la GH y la IGF-1 y proteína del sistema inmunológico. En el mercado del culturismo ocasionalmente se utiliza calostro bovino que no parece verse demasiado afectado por los procesos. Acido Gamma Amino Butírico (GABA). La existencia de elevadas concentraciones de GABA en el hipotálamo, sugiere que juega un papel importante en la función del eje hipotálamo-hipofisario. Junto a otros neurotransmisores (noradrenalina, acetil colina y, ocasionalmente, serotonina) y aminoácidos (glicina, prolina, taurina, alanina, ácido glutámico, ácido aspártico) u otros mediadores químicos (neuropeptidos e histamina) potencian la síntesis y libaración de GnRH y, por lo tanto, median indirectamente en la secreción de LH. Varios estudios también relacionan al GABA con elevadas concentraciones de la hormona de crecimiento. Noventa minutos después de la administración de 5 gramos de GABA conduce aun incremento (5 1/2 veces) importante de la GH. 225 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Ácidos Grasos Omega-3. Según algunos técnicos estos productos, grasas no saturadas, estimulan la producción endógena de la hormona de crecimiento, aunque no existen evidencias científicas que demuestren tales efectos. El aceite de lino sin procesar es una de las fuentes más rica de ácidos omega-3 (ácido alfa-linoleico). Lo que sí parece claro es que son precursores, junto al ácido eicosapentaenoico (AEP), de otras grasas no saturadas como son los icosanoides. La principal fuente de omega-3 y AEP son las aceitunas, los aguacates, las almendras, los pistachos y las nueces de macadania. Los ácidos omega-3 son, tammbién, útiles para quemar las grasas almacenadas en el cuerpo. Taurina. Ya comentamos al hablar del GABA, que diferentes neurotransmisores (noradrenalina, acetil colina y, ocasionalmente, serotonina) y aminoácidos (taurina, GABA, glicina, prolina, alanina, ácido glutámico, ácido aspártico) u otros mediadores químicos (neuropeptidos e histamina) potencian la síntesis y libaración de GnRH y, por lo tanto, median indirectamente en la secreción de LH. Es un producto de acción similar a la insulina que proviene de la metionina y la cisteina. Es uno de los aminoácidos más abundantes en el organismo siendo sólo superado en el músculo por la glutamina, aunque también se encuentra en la sangre (plaquetas), en el sistema nervioso y en los ácidos biliares. Para suministrarlo al organismo mediante la dieta tenemos que pensar que es abundante en la carne roja y en el pescado, por lo que una dieta hiperproteica es una garantía, pero teniendo en cuenta que no se encuentra en los vegetales. Cuando se ayuda con un suministro paralelo, la dosis diaria recomendada es de 500 mg tomados antes del entrenamiento. Son muchas las funciones que se le asumen a este aminoácido, destacando entre otras las siguientes vinculadas con el entrenamiento de la fuerza: Importante efecto anticatabólico. Unido a otros aminoácidos es estimulador de la GH. Construcción de fibras rápidas. Imitador de la insulina. Efecto antioxidante. Estimulador de la función inmune. Estimula la síntesis de las células Natural Killer. Estimula la producción de la interleukina-I. Neurotransmisor y estimulador nervioso. Estabilizador de las membranas de las células nerviosas. Desintoxicante. 13.3. Estimuladores de la insulina. La insulina estimula la entrada de micronutrientes (hidratos y proteínas) al interior de la célula. La utilización exógena de esta hormona supone un riesgo real, importante e innecesario para todos aquellos que buscan un importante 226 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR aumento de su masa muscular. Aunque su uso debe quedar restringido para personas condiabetes mellitus insulinodependientes o en la diabetes mellitus no insulinodependientes, la realidad nos demuestran que son muchos los deportistas que usan preparados de insulina humana recombinante de diferente disponibilidad. Sin embargo, un shock hipoglucémico, una alteración del equilibrio endocrino, o la posibilidad de una diabetes prematura son algunos de los principales problemas con los que nos podemos encontrar. Sin embargo, no podemos olvidar que los niveles excesivos de insulina provocan la producción excesiva de ácido araquidónico, el cual es necesario para mantener el equilibrio de eicosanoides (inicialmente prostaglandinas17) al ser precursor de algunas de estas hormonas (eicosanoides malos), pero que cuando la cantidad de este ácido es demasiado elevada está relacionada con la aparición de numerosas patologías crónicas (enfermedades cardiacas, diabetes, cancer, etc.,). Para evitar la existencia elevada en el organismo de ácido araquidónico se debe controlar la dieta cuidando la ingesta de carnes rojas, vísceras, yemas de huevo o ácidos omega-6 (aceites de girasol o soja). Ácidos Grasos Enlaces Activados Aceitede deborraja, borraja, Aceite aceitede deonagra, onagra, aceite aceitede decasis casis aceite (grosellero negro) (grosellero negro) ÁcidoLinoleico Linoleico Ácido Delta-6 desaturasa Frenada por el ácido Alfalinoleico (AAL) ÁcidoGamma-Linoleico Gamma-Linoleico(AGL) (AGL) Ácido ÁcidoDihomo-gamma-Linoleico Dihomo-gamma-Linoleico(ADGL) (ADGL) Ácido Delta-5 desaturasa Inhibida por glucagón y AEP Activada por la insulina ÁcidoAraquidónico Araquidónico Ácido Eicosanoides Eicosanoides Buenos Buenos Eicosanoides Eicosanoides Malos Malos Cuadro 13.2. Metabolismo de los ácidos grasos esenciales Omega – 6 Como alternativas naturales al comportamiento provocado en el organismo por la insulina podemos señalar los siguientes productos: Cromo. Erroneamente, el uso del cromo está ampliamente difundido en el mundo del culturismo como “alternativa natural a los esteroides”. Se le atribuye un efecto sobre el incremento de la producción endógena de hormona de crecimiento y sobre el consumo de aminoácidos. En realidad no existen evidencias concluyentes sobre el tema, conociéndose unicamente que el cromo sólo es activo cuando va 17 Aunque cuando los eicosanoides se descubrieron se les dio el nombre de prostaglandinas, pero más adelante se supo que las prostaglnadinas sólo constituían una parte muy pequeña de esta familia de hormonas que forman los denominados eicosanoides buenos y malos. Los leucotrinos, las prostaciclinas, los tromboxanos, las lipoxinas y los ácidos grasos hidroxilados son algunas de estas hormonas. 227 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. incorporado a un complejo orgánico llamado GTF o factor de tolerancia a la glucosa. Se piensa que el GTF se une la insulina y la conecta a su receptor específico aumentando la actividad de la misma y contribuyendo a disminuir la glucosa sanguínea para ser transportada rápidamente al interior del músculo. Es el complejo cromo-niacina el componente activo del GTF (nicotinato o ploinicotinato). Algunos culturistas lo usan en forma de Picolinato de Cromo en dosis de diarias de 200-500 microgramos normalmente asociado a 100 mg de niacina. El ejercicio de resistencia aumenta la excreción urinaria de cromo, razón por la que se recomienda el uso exógeno de este mineral para garantizar los niveles orgánicos en sus valores adecuados y de ésta forma asegurar el correcto funcionamiento de la insulina. Vanadil Sulfato. Es un oligoelemento que es capaz de enviar señales a la célula que son similares a las que envía la insulina, mejorando y potenciando los mecanismos regulados por esta hormona. La dosis recomendada es de 30 µg 24 horas antes del entrenamiento. Ácido Lipóico. Aperece en alguno de los productos más populares de los utilizados en los gimnasios como complemento ergogénico (CellTech) para la mejora de la fuerza y la masa corporal. Su inclusión, además de cumplir una función antioxidante, es la de provocar una respuesta similar a la de la insulina facilitando la entrada de hidratos y proteínas en la célula. La dosis recomendada es de 400-600 mg/día en tres dosis durante cada una de las principales comidas. Sulfamidas hipoglicemiantes. Favorecen la liberación y la acción periférica de la insulina. Biguanides. Potencia la acción de la insulina sin aumentar su secreción. 13.4. Antiestrógenos: Son elementos moduladores selectivos de los receptores estrogénicos que también permiten evitar la acción de las aromatasas, las cuáles son enzimas que tienen la función de transformar la testosterona en estrógenos. Los más utilizados por los deportistas que utilizan esteroides anabolizantes son los siguientes: El clomifeno (Clomid; Clomivid; Clostilbegyt; Dyneric; Ikaclomine; Serophene) es un antiestrógeno18 que actúa sobre el hipotálamo elevando la producción endógena de la LH y la FSH, lo que lleva, por lo tanto, a un aumento de la secreción endógena de testosterona. También al aumentar la producción de gonadotropinas (LH y FSH), se evita la atrofia testicular y permite enmascarar el uso de testosterona exógena19. Los culturistas los usan para eliminar los efectos aromatizantes del uso de esteroides anabolizantes, así como conseguir 18 Los antiestrógenos son compuestos inhibidores de los estrógenos, tanto los endógenos como los exógenos. Estas peligrosas sustancias también se utilizan para disminuir los efectos feminizantes de los esteroides anabolizantes aromatizables, así como para aumentar el HDL y protegerse de los posibles problemas cardiovasculares. 19 El uso de clomifeno 48 horas después ( 2 dosis/día de 25 mg durante 5 días) de administrar 100 mg de enantato, permite bajar el índice testosterona/epitestosterona de 12 a 6 a las 24 horas de su uso (Maynar et al. 1995). 228 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR densidad muscular en las fases de definición. La dosis empleada es de 50 mg/día en ciclos cortos. El tamoxifeno (Kessar; Noltam; Nolvadex; Tamofen; Tamoxasta) es otro antiestrógeno potente que se emplea en Oncología por su potente acción sobre el tejido mamario que previene la estimulación del crecimiento tumoral en los tumores estrógeno-dependientes. Es un producto de amplio uso entre determinados deportistas, y por lo tanto, con los mismos efectos que los señalados para el clomifeno. El más utilizado es el Novaldex en dosis de 10-20 mg/día. Algunas atletas lo usan para aliviar el síndrome premenstrual, aunque la combinación de este producto con hormonas masculinas induce a una especie de menopausia química que se acompaña con síntomas como episodios de calor y modificaciones en el tamaño de la pared vaginal. Crisina. (5,7-dihidroxiflavina) es el extracto de una planta que forma parte de un grupo de elementos químicos conocidos como flavones e isoflavones que inhiben la acción de la enzima aromatasa. La aromatasa es la enzima que se responsabiliza en convertir los andrógenos en estrógenos. Otros estudios también le conceden un interesante efecto anabólico cuando se utiliza en dosis de unos 20 mg por kilo de peso (Freuer et al.-1976). 13.5. Lipotrópicos: quemadores de grasa. Son productos que se emplean para eliminar (quemar) las grasas y conseguir una apariencia muscular más definida. Son especialmente populares entre la población femenina y en las personas con sobrepeso, lo que ha generado un enorme mercado que en ocasiones es poco eficaz pese a la publicidad que los rodea. De la enorme variedad de productos ofertados en los últimos años destacan los siguientes: L-Carnitina. Se suele usar bajo múltiples formas, bien aislada o bien asociada a otras sustancias. Su importancia, fundamentalmente, puede estar justificada en deportes de tipo aeróbico, ya que desde hace tiempo se conoce la relación carnitina con el acceso de ácidos grasos de cadena larga a la β-oxidación para su utilización en la producción de energía. La finalidad del aporte exógeno de carnitina incrementa la CoA libre e incrementa la reserva de acetilos de utilización inmediata. No obstante, la eficacia de su aporte aun está por demostrar plenamente. En el deporte se utiliza en dosis de 1 gramo/ 70 kilogramos de peso. Suele utilizarse por deportistas que quieren reducir peso y contenido de grasa, reteniendo al mismo tiempo el máximo tamaño muscular y fuerza (definir el músculo). También parece estar relacionada su ingesta con una menor concentración de lactato. ECA (efedrina, cafeina, aspirina). Es una de las combinaciones más populares para perder grasa. La dosis varía con la sensibilidad de la persona aunque la cantidad utilizada de cada producto oscila entre 2550 mg de efedrína, 50-100 mg de cafeina y una aspirina. Esta mezcla se debe utilizar 2-3 veces por día pero teniendo presente las consecuencias a las que conduce como la excitación, nerviosismo, dolor de cabeza, micción, etc. 229 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. 230 Ácido hidroxicítrico (HCA). Es un estracto natural extraído de la corteza de la Garcinia Cambogia, que entre sus propiedades está la de incrementar la acción de las enzimas lipolíticas del organismo dificultando la conversión del exceso de hidratos de carbono en grasas. Se recomienda un gramo una hora antes de cada comida. Su dosis recomendada es de 1000 mg administrados tres veces al día. Todo indica que su uso aumenta el uso de las grasas como sustrato energético, ahorrando glucógeno. Guarana (Paullinia Cupana). Es un producto vegetal usado como sustituto de la cafeína en muchos productos lipotrópicos. Deriva de un subarbusto que procede de Sudamérica (Venezuela y Barsil principalmente) cuyo componente principal es la guaranina, sustancia muy similar a la cafeína, dándole una interesante acción estimulante. Además de esta función estimulante del sistema nervioso, tiene acciones antidepresivas, digestiva, estimulante cardiaco, vasodilatador y, por lo que nos afecta en este punto, diurética. Esta última acción se debe a un aumento de la filtración glomerular y una disminución de la reabsorción tubular. Ma Huang (Efedra). Es un producto vegetal, de origen asiático, similar a la efedrina que forma parte de muchos productos que son comercializados como lipotrópicos. En la actualidad no se utiliza la sustancia original sino la que se obtiene por síntesis química. En su composición aparecen alcaloides feniletilamínicos como la efedrina y la pseudoefedrina, lo que debe ser tenido en cuenta por los deportistas por considerarse una sustancia dopante. La efedrina es un simpaticomimético indirecto que induce la liberación de catecolaminas, por lo que presenta efectos como: estimulante cardiaco; vasoconstrictor; estimulador del centro respiratorio bulbar; broncodilatadora y estimulante nervioso. Es una sustancia muy utilizada en diversos fármacos de uso común, aunque su uso está considerado como prohibido por actuar de forma similar al de las anfetaminas (estimulante). También aumenta la liberación de noradrenalina y, por lo tanto, la lipolisis. También favorece la conversión de T4 en T3 que es la forma más activa de las hormonas tiroideas. Su efecto se ve potenciado por la presencia de aspirina y cafeína (ECA), suprimiendo los agentes que posteriormente pudieran bloquear la liberación de noradrenalina. Otro efecto importante, vinculado con el de producto con efecto quemador de grasa, es el de ser un supresor del apetito. Se utiliza una hora antes de comenzar el entrenamiento. Colina. También conocida como vitamina B7, se encuentra en alimentos como la lecitina, germen de trigo, levadura de cerveza, cítricos y cacahuetes. Forma parte de neurotansmisores como la acetilcolina, aunque se suele emplear (normalmente combinada al inositol) para disminuir los niveles de colesterol. La dosis recomendada es de 5001000 mg. Lecitina. Es un producto orgánico formado por colina, inositol, ácido fosfóico, ácidos grasos y glicerol, que se obtiene de la soja (también de la yema de huevo) que facilita la digestión de las grasas. La dosis recomendada es de 1 a 4 gr/día. ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Metionina. Es un aminoácido esencial que se suele combinar con la colina, inositol y vitaminas del complejo B, que estimula el metabolismo de las grasas. Esencial en la formación de lecitina. La dosis recomendada es de 0.14-0.28 gramos / día/ 10 kilos de peso, tomada 30'-60' antes de las comidas. Triglicéridos de cadena media (TCM). Son grasas de una estructura molecular menor que la de otros ácidos grasos que permite movilizar los depósitos de grasa e incrementar su metabolismo. Los TCM no son almacenados en depósitos grasos por el organismo, sino que son directamente metabolizados por el hígado formando dióxido de carbono, acetato y cuerpos cetónicos. Ácidos Grasos Omega-3. Ver apartado de precursores de la GH. Clembuterol. Ver en productos β-2-Adrenérgicos. Cafeína. El café, sobre todo por acción de las xantinas (cafeína) que contiene, es una sustancia ergogénica que puede favorecer el rendimiento en algunos esfuerzos, al aumentar, entre otras funciones fisiológicas, la lipolisis, facilitar la transmisión del impulso nervioso, ahorrar el glucógeno muscular, reducir el potasio plasmático durante el ejercicio. Una taza normal de café contiene entre 75 y 150 mg de cafeína. Su consumo, en dosis que están entre los 150-300 mg, puede incrementar la presencia de ácidos grasos libres en la sangre, la diuresis, la presión arterial, el aumento de catecolaminas del plasma o estimula la secreción gástrica. Producto Bebida Energética Fructosa (%) Glucosa (%) Sacarosa (%) Azúcares Totales (%) Sórbico (mg/L) Benzoico (mg/L) Taurina (g/L) Cafeína (mg/L) Vitamina C (mg/L) Pantoténico (mg/L) Vitamina B6 (mg/L) Niacina B3 (mg/L) Riboflavina B2 (mg/L) Ácido Fólico (mg/L) Biotina (mg/L) Vitamina B12 (µg/L) Guarana Lamantina Dynamite Red Bull Speed Undlimite Guarana Natural B52 5.4 6.1 1.1 5.7 6.4 0 0.6 2.6 8.0 5.0 5.5 1.8 5.8 5.9 0.1 5.9 6.1 0.2 12.6 12.1 11.2 12.3 11.8 12.2 37.0 289 0 6.0 0 0 0 0 0 0 4.6 336 0 5.0 23.6 0 0 0 4.0 341 0 24 24.8 81 0 0 0.7 322 138 13 4.1 0 0 0 0 300 139 6.0 4.0 34 0 0 0.5 263 231 23 7.4 62 0 0.9 6.0 0 3.2 0 0 0 0 0 0 0 0 0.32 0 0 0.64 0 0 0 23.9 0 0 0 Tabla 13.3. Productos en distintas bebidas energéticas 231 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. En deportes de resistencia se puede pensar que dosis de 6.5 mg/kg podrían llevar a beneficios en la capacidad de rendimiento sin que se alcancen los valores considerados como doping por el COI. A similares conclusiones llega MacIntosh (1993) al estudiar nadadores de 1500 metros con la utilización de dosis de 6 mg/kg tomada 2 ½ horas antes de realizar su prueba ya que sus valores máximos se alcanzan 30'-45' después de la ingesta con una vida media de tres horas. La utilización de cafeína junto a la epinefrina tiene un importante efecto ergogénico en esfuerzos prolongados de intensidad similar al 85% del VO2 máximo, lo que es un aspecto a considerar para su utilización con deportistas de modalidades de gran fondo. Una dosificación excesiva es causa de sanción por doping si su concentración el organismo es muy elevada, a pesar de que su vida media es relativamente corta, cuando se relice un control antidopaje. Desde el punto de vista reglamentario concentraciones en la orina de 12 mg/l, lo que equivale a 6-8 tazas de café cargado, pueden hacer que un deportista dé positivo en un control efectuado entre 2-3 horas después de la ingesta, aunque no debemos olvidar que los deportistas de poco peso muscular pueden presentar altas concentraciones con dosis no excesivamente altas de cafeína ingerida. PRODUCTO DOSIS ( mg/12 onzas) Colas en general Coca-Cola Pepsi-Cola Tab 46-53 30-65 38-43 32-49 Té Suave Medio Fuerte Rosa Roja Té Inglés 45 26 62 78 90 107 Chocolate Chocolate con Leche Cacao 240-270 72 13 Tabla 13.4. Dosis de cafeina en diferentes productos. Fuente: Williams (1983). 232 Bebidas (330 ml) Cafeína (mg) Café malteado de cafetera Café instantáneo Café descafeinado Té malteado Té Helado Chocolate caliente Coca-Cola Pepsi-Cola Desenfriol (2 grageas) Optalidón (2 grageas) Frenadol (1 sobre) 275 155 7 95-145 70 8 45 40 65 50 30 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Producto Contenido de cafeína Equivalente en orina a las 2-3 horas Café descafeinado 1 Coca Cola, Diet Coke 1 Tab 1 Diet Pepsi, Pepsi Light 1 Doctor Pepper 1 No Doz 2-3 mg 100 mg 46.8 mg 36.0 mg 39.6 mg 100 mg 0.03-0.04 mcg/ml 1.50 mcg/ml 0.70 mcg/ml 0.54 mcg/ml 0.59 mcg/ml 1.50 mcg/ml Tablas 13.5 y 13. 6. Dosis de cafeína en distintos productos. Fuente: Clark (1995) y Wadler y Hainline (1989) Lípidos guggul. Son lipotrópicos que no contienen en su composición cafeína o efedrína sino las gugulsteronas que al parecer aumentan la transformación de T4 en T3. Tiratricol. Es un derivado tiroideo que se utiliza por vía oral, inyectables o a través de la piel. Por vía oral se necesita hacer 3-4 ingestas diarias, siendo el uso transdérmico el que permite unos niveles sostenidos en el organismo durante mayores peíodos de tiempo. Inositol. Forma parte de alimentos como la lecitina, vísceras, germen de trigo, grano entero, cacahuetes y cítrico. Junto a la colina ayuda a la metabolización de las grasas y colesterol en arterias e hígado. La dosis recomendada es de 500-100 milígramos. Piruvato. Es un lipotrópico de eficacia media que se apoya en la utilización de dosis relativamente elevadas (20-30 gramos) que permiten eliminar grasas y aumentar la resistencia en personas con sobrepeso. Su uso teniendo en cuenta la relación dosis/efecto/precio es bastante bajo. Chitosan. Es un producto (polisacárido) que actúa evitando la absorción de la grasa ingerida. La dosis recomendada es de un gramo tomado 20'-30' antes de la comida, junto a una importante cantidad de agua. El mayor problemá está en que evita la absorción de algunas vitaminas liposolubles. Otras sustancias ergogénicas utilizadas en el entrenamiento de la fuerza. Monohidrato de creatina (creatina: ácido acético metilguanidina). La creatina es un nutriente natural que es sintetizado por el riñón, hígado y páncreas (1-3 gramos/día) a partir de aminoácidos como la arginina, glicina y metionina, para cumplir diversas funciones biológicas de especial interés para el metabolismo energético de un deportista. Una vez sintetizado el organismo se encarga de almacenarlo en aquellas estructuras que lo necesita. La mayor parte de los depositos que tiene el hombre se encuentran en el músculo (95%). Normalmente presenta una concentración de aproximadamente 125 mmol/kg, de los cuales, cuando el músculo está en reposo, el 60% se encuentra en forma de CrP, forma activa de la obtención de energía en los esfuerzos intensos de corta duración, mientras que el 40% restante se encuentra en forma libre. 233 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Parte de la creatina de que dispone el organismo es eliminada a lo largo del día a través de los riñones (2 gramos/día), marcando las necesidades que precise cada sujeto. Estas necesidades que tiene diariamente el ser humano debe obtenerlas a través de la dieta. No todos los productos disponen de creatina, especialmente aquellos que conforman la dieta vegetariana. En estos casos es obligatorio una ayuda complementaria que asegure la ingesta necesaria de creatina, pero aquellas personas que consuman dietas con elementos ricos en esta sustancia (pescado, carne o leche) podrán suministrar parte de las necesidades exógenas de este nutriente. En cualquier caso, debemos comprender que las cantidades que nos aportarán los alimentos de una dieta equilibrada, y de un valor calórico normal, serán suficientes para asegurar las necesidades de sujetos sedentarios, pero posiblemente pero no llegarán a lo que pudieramos entender como ideales entre practicantes de determinadas modalidades deportivas (velocidad, fuerza explosiva, fuerza máxima, etc,). Alimento Pescado: - Arenque. - Salmón. - Atún. - Bacalao. - Camarón. Carne: - Cerdo. - Ternera. Leche: Arándano: Contenido en creatina (gr/kg) 6.5-10 4.5 4.0 3.0 Trazas 5.0 4.5 0.1 0.02 Tabla 13.7. Contenido de Creatina en los distintos alimentos Creatina vs complemento ergogénico. Desde 1912 se sabe que la suplementación exógena de ceatina permite aumenta significativamente los contenidos de creatina muscular, lo que fue ampliamente demostrado en diferentes estudios realizados en animales y en humanos, aunque la aplicación como ayuda ergogénica para los deportistas no aparece hasta los años 80. Con este fin, muchos laboratorios han creados productos que contienen creatina obtenida a partir de la sarcosina y la cianamida. Todo parece indicar que la utilización de monohidrato de creatina, en dosis elevadas (25-30 g/día vs 0.3 g/kg), durante 7-9 días antes de la competición, puede ser una ayuda eficaz para incrementar el rendimiento. Existen estudios que demuestran que la ingesta de 5-6 gramos de monohidrato de creatina, cuatro veces por día a lo largo de una semana, proporciona un efecto inmediato sobre el rendimiento físico. El uso de estas dosis durante más de dos días aumenta el contenido total de creatina muscular en más del 50%, siendo entre el 20-40% de este aumento en forma de CrP. Así mismo, su ingesta consigue el retraso de la fatiga en la parte final de esfuerzos cortos de gran intensidad y poca recuperación 234 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR (10 x 10” recuperando 30. También, en deportes de fuerza se utiliza en períodos de alta carga en las que se busca una gran hipertrofia, aunque este aspecto no está demasiado claro. Una vez que ya están saturados los depósitos de creatina muscular, éstos permanecerán elevados durante 6-8 semanas, aunque este tiempo se podría incrementar si se utilizan dosis de mantenimiento con ingestas de creatina de entre 4-8 gramos por día. Algunos entrenadores piensan que las fases de iniciales de sobrecarga no son necesarias llegando a pensar que pueden ser contraproducentes, ya que algunos estudios señalan que la saturación de los depósitos se puede conseguir sin grandes dosis de partida. En cualquier caso, es necesario señalar que no existen estudios concluyentes sobre el tema. Disponibilidaddel delPCr PCr ↑↑Disponibilidad CreatinayyPCr PCren enelelmúsculo músculo ↑↑Creatina Hidrataciónde delalacélula célula ↑↑Hidratación Disponibilidadde delalaCr Cr ↑↑Disponibilidad Dependencia ↓↓Dependencia delalaGlucólisis Glucólisis de Lactato ↓↓Lactato Hidrogeniones ↓↓Hidrogeniones pH ↑↑pH Retrasoen enlala Retraso apariciónde deFatiga Fatiga aparición Flujoaatravés travésde delala ↑↑Flujo reacciónde delalacreatín-kinasa creatín-kinasa reacción Síntesisde de ↑↑Síntesis Proteínas Proteínas Diámetro ↑↑Diámetro FibrasTipo-II Tipo-II Fibras Resíntesisde delalaPCr PCr ↑↑Resíntesis PCralalinicio iniciodel del ↑↑PCr siguienteejercicio ejercicio siguiente FuerzaMuscular Muscular ↑↑Fuerza Masalibre libre ↑↑Masa deGrasa Grasa de Intensidad ↑↑Intensidad deEntrenamiento Entrenamiento de Cuadro 13.3. Mecanismo de la creatina y fosfocreatina en el músculo Ventajas y utilidad de la creatina. En las dos últimas décadas la creatina se ha convertido en la ayuda ergogénica más popular y utilizada por una enorme cantidad de deportistas que practican modalidades de fuerza y velocidad. En este grupo de deportistas se han observado ventajas indudables que han hecho que algunos se cuestionen la necesidad de incorporarla a la lista de sustancias consideradas ilegales (doping), aunque esto no ha ocurrido hasta la fecha. Lo curioso de este producto, es que muchas otras modalidades deportivas parecen haberle encontrado utilidad que superan las atribuidas para los deportes de explosividad (lanzamientos, saltos o carreras de velocidad). En estas últimas el efecto resultante de un aumento de fosfágenos musculares deben potenciar de manera significativa las ventajas energéticas en acciones musculares cortas e intensas, pero lo que no está tan claro son las otras ventajas que parecen encontrar en otros deportes. 235 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. En el culturismo, muchos practicantes argumentan que la creatina les ayuda a aumentar volumen, lo cual no parece estar debidamente documentado. Ciertamente, muchos deportistas experimentan aumentos de peso durante las fases en las que utilizan suplementos de creatina. Lo que tenemos que pensar es que no existe una relación directa entre esas ganacias de peso y un aumento de masa muscular. La creatina provoca importantes retenciones de líquido (15 ml/gr), por lo que gran parte de esas ganancias de peso posiblemente sean atribuibles al aumento del volumen de líquido intracelular. Las ganancias de peso correspondientes a un aumento de la masa muscular no corresponden a un efecto directo de la creatina, sino al efecto indirecto de poder aumentar el volumen, intensidad y calidad del entrenamiento. También muchos practicantes de pruebas deresistencia utilizan con frecuencia suplementos de creatina, aunque sus efectos no están demostrados, especialmente entre aquellas modalidades en las que se debe realizar desplazamientos corporales en los que el peso y la masa muscular sean variables condicionantes del rendimiento final (carreras de fondo o bicicleta). Sin embargo, aquellas modalidades con dependencia energética mixta (aeróbica/anaeróbica: carreras de 2'-4') podrían verse beneficiados por este tipo de suplementación. Variantes de creatina y su utilización. Una alternativa al monohidrato de creatina fue durante algún tiempo el citrato de creatina. Los defensores de esta variante afirmaron que el citrato de creatina presenta una mayor absorción, así como un mayor punto de saturación celular, aunque hoy en día no tiene muchos seguidores. Por su parte, Green et al. (1996) demuestran que la ingesta paralela de monohidrato de creatina junto a un carbohidrato de rápida absorción (90-100 gramos) (ejemplo: zumo de uva), favorece la retención de la creatina. La causa puede estar relacionada con el efecto que la descarga de insulina que produce el hidrato de carbono, favorece el transporte de la creatina al interior de las células, aunque en este caso se debe utilizar un azúcar con un elevado índice glucémico (especialmente dextrosa o en su defecto sacarosa), no siendo recomendable el uso de fructosa, algo que han venido utilizando muchos deportistas en los últimos años. También últimamente, se trata de potenciar la acción de la creatina uniéndola al ácido lipoico, el picolinato de cromo o la taurina o cualquier otro potenciador de la insulina, los cuales potenciaran su absorción. Otra alternativa para potenciar los efectos de la creatina es usarla junto a la metionina, la arginina y la glicina, que son los tres aminoácidos a partir de los cuales el organismo sintetiza su propia creatina, con lo que teoricamente se duplica (endógena más exógena) la cantidad de creatina con la que se puede encontrar el organismo con tales productos ergogénicos. β-2-Adrenérgicos (cimaterol, clenbuterol, fenoterol, mabuterol, salbutamol, terbutalina). Son fármacos que se utilizan como broncodilatadores con posibles efectos anabolizantes. Existen evidencias experimentales que demuestran que los fármacos beta-agonistas estimulan la célula muscular favoreciendo su hipertrofia. Quizás el fármaco más conocido sea el Clembuterol. El Clembuterol (Monores; Ventipulmin; Spiropente) es un agonista adrenérgico (Beta2-adrenergico como el Fenoterol, Salbutamol, Salmeterol o la Terbutalina) 236 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR que se utiliza en algunos tratamientos médicos con humanos en personas que padecen asma, como broncodilatadores (20-40 mcg/2 veces día). La investigación clínica nos ha demostrado que este producto es de gran utilidad para evitar la atrofia muscular, incrementando la síntesis proteica (Benson et al. – 1991) y por lo tanto facilitando la hipertrofia muscular. Su efecto parece ser superior en relación con las fibras musculares tipo-II (Criswell et al.-1996), las cuáles caracterizan las musculaturas de los practicantes de deportes de velocidad (Zeman et al.-1988). Casualmente, el famoso escándalo en el que se vio envuelto la hermosa velocista alemana Krabe, se debe al supuesto uso de esta sustancia. Fernandez et al. (1995) pusieron de manifiesto que el clenbuterol es un agente anabolizante muy eficaz para los músculos esqueléticos formados preferentemente por fibras rápidas, pero mostrando también una eficacia elevada entre los músculos con un alto porcentaje de fibras de contracción lenta, incluso en períodos muy cortos de entrenamiento (2 semanas). Otra de las funciones del clembuterol es la descomposición de la grasa a través de la lipólisis, razón por la que se utiliza como sustancia quemagrasa, aunque en este sentido los β-2-Adrenérgicos tienen un efecto limitado en el tiempo (10-14 días). En el deporte se usa en ciclos de tres semanas (dos días si y dos no) con otras tres de descanso, acompañándose en ocasiones con niacina. También se utiliza junto a la GH, el GABA u otros esteroides anabolizantes. Inosina (hipoxantina ribosida). Es un suplemento que con alguna frecuencia se usa en los deportistas de velocidad y fuerza explosiva, ya que permite aumentar los depoósitos de ATP muscular. Su incidencia sobre la síntesis de ARN/ADN puede ser considerada como indirecta para mejorar la síntesis de proteínas y por lo tanto considerarse de interés para las ganancias de masa muscular.La dosis recomendada está entre los 1500-2000 mg tomados una hora antes del entrenamiento. Óxido Nítrico. Son productos usados en el mundo del culturismo (normalmente L-Arginina, saponinas, ácido fólico, etc,) para incrementar la producción de óxido nítrico, el cuál actúa como dilatador vascular y mejorar el flujo sanguíneo a nivel de la musculatura activa. 13.6. Los diuréticos. Son productos que, lamentablemente, están bastante difundidos entre diferentes modalidades deportivas. En ocasiones se usan a corto plazo antes de una competición con el objeto de perder rapidamente peso corporal, tal y como sucede en deportes de combate para poder entrar en la categoría de peso que corresponde. También se utilizan para luchar contra la retención hidrosalina en el dopaje con corticoides. En ocasiones se utilizan para camuflar la absorción de productos dopantes al reducir la concentración de sustancias en la orina al aumentar la producción de la misma. 237 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Sin embargo, los efectos secundarios que tiene la utilización de diuréticos son muy numerosos y bastante peligrosos. Entre otros, debemos destacar los siguientes: - Bajada de potasio con desequilibrio electrolítico con efecto directo sobre la transmisión nerviosa a nivel miocardiaco y esquelético. - Aumento de la viscosidad sanguínea al disminuir el volumen plasmático. - Disminución de la capacidad del organismo para disiparel calor que se produce por aumento del metabolismo durante el ejercicio. - Disminución del retorno venoso al disminuir la volemia. - Hipotensión, asociada a sensaciones de fatiga y letargia. Plantas diuréticas. Son numerosas las posibilidades eficaces que nos ofrecen las plantas medicinales para conseguir una secreción abundante de orina sin demasiado riesgo para la integridad del organismo. 238 Vino de puerro. Consiste en tomar tres veces al día una taza de vino blancoen el que se maceran 5 gramos de semillas de puerro. Infusión de piel de manzana y hojas secas de peral. Se hierve en un litro de agua 40 gramos de piel de manzana y 40 gramos de hojas secas de peral. Crema de chirivía y de puerro. Aldactone (Spironolactone). Es un antagonista de la aldosterona hormona responsable de regular los niveles de agua y electrolitos en el organismo. Su acción, por lo tanto es incrementar la excreción de agua y de sodio, a la vez que reabsorbe el potasio. Al reabsorber el potasio debe evitarse ingerirlo durante el tratamiento con este diurético. También es un antiandrógeno interesante para ser usado por mujeres que quieren evitar los efectos de virilización que lleva el uso de esteroides androgénicos anabolizantes. Los culturistas lo usan 5-6 días antes de la competición en dosis de 100 mg/día. Como cualquier otro diurético su uso presenta importantes y peligrosos efectos secundarios (disminución de la presión arterial, espasmos musculares, dolor abdominal, vómitos, etc,.). Spironolacton Comp (Spironolactone/ Furosemide). Es un diurético de rápido efecto que se usa en los días de la competición para eliminar al máximo agua del organismo. Su comportamiento y los efectos secundarios son similares a los descritos con el aldactone. Spironothiazid (Spironolactone/Hidrochlorthiazide). Es un diurético algo menos fuerte que el anterior, pero en el que existen todas las contraindicaciones descritas anteriormente. Demedex. Es un diurético muy popular pero de efecto muy lento, lo que le hace más peligroso, especialmente, entre aquellos deportistas que por exceso de prisa abusa de su utilización. ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR 13.7. Protectores articulares. Muchos deportistas solitan intensamente diferentes estructuras ricas en tejido conjuntivo (tendones, superficies articulares, ligamentos etc.). Tanta utilizació induce a un desgaste o alteración que, de no prevenirse cuidadosamente, desencadenará un proceso de destrucción que acabe en lesión. Condroitin Sulfato (cartílago de tiburón). Es un producto muy utilizado por aquellos deportistas que sufren osteoartritis. La dosis habitual es de 1200-1500 miligramos. Glucosamina. Es esencial para la síntesis de los glucosaminoglicanos de la matriz extracelular de estructuran conjuntivas como el tendón. La dosis habitual es de 1500-3000 milígramso diarios. 13.8. Las vitaminas. Vitamina B6 (piridoxal, piridoxina y piridoxamina). Interviene en el metabolismo de los glúcidos y de las proteínas. Participa en la síntesis de aminoácidos no esenciales, en la decarboxilación de muchos aminoácidos, en la interconversión de glicina y serina (lo que lleva a la producción de unidades de un carbono para la síntesis de grupos metilos), la formación de cisteina a partir de metionina o la síntesis de delta amino levulínico, que es necesario para la síntesis de porfirinas (hemoglobina, mioglobina y citocromos) Glúcidos Tubo Digestivo Lípidos Alanina Proteínas B6 A. Pirúvico B6 B6 B6 A.A. A.A. B6 B6 Ácido Glutámico Acetil CoA Ácido Oxalacetico Ciclo de Krebs Ácido Aspártico B6 Ácido α -aceto Glutámico Cuadro 13.4. Importancia de la Vitamina B6 Vitamina A (ritinol, retinal, ácido retinoico). Es una vitamina del grupo de las liposolubles, por la que su almacenamiento en el organismo pude provocar una intoxicación, cuyo precursor el beta-caroteno (existente en vegetales fuertemente coloreados) se mantiene inactivo hasta su transformación en retinol. Además de otras funciones más conocidas, como los relacionados 239 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. con los moleculares de la visión, la función tófica epitelial, la de antioxidante, esta vitamina también actúa como un receptor de la superfamilia de las hormonas esteroideas (factor de transcripción). Esto le lleva a participar en el control génica de la síntesis de algunas proteínas (queratina, transferrina). Se encuentra en el hígado de pescado (bacalao o rodaballo), hígado de ternera, cordero, cerdo, yema de huevo o productos lácteos no desnatados, aunque en dietas ricas en proteínas o la acción de los anticonceptivos orales o de los fertilizantes se produce una acción antagonista que debe ser tenida en cuenta para su administración complementaria. Sin embargo se produce sinergismo con las vitaminas D, E y C. Su dosis recomendada es de 1000-9000 mcg/día. Vitamina D. Su presencia, además de intervenir en los procesos de remodelación ósea (mineralización), interviene en la síntesis de proteínas (osteocalcina) y la regulación del calcio. Vitamina C (ácido ascórbico). Es una vitamina hidrosoluble que debe ser administrada diariamente ya que no es sintetizada por el organismo, de forma que cuando se produce un déficit de la misma, se manifiestan síntomas como fatiga, reducción de la capacidad de trabajo, incremento de enfermedades infecciosas (disminución del sistema inmune) y, en casos más agudos, encías sangrantes o hemorragias puntuales. La vitamina-C está relacionada con la formación de colágeno, con la absorción del hierro, la síntesis de catecolaminas, la formación de carnitina y con el aumento de los niveles de suero corticoide. En la dieta podemos encontrarla en los cítricos, numerosas frutas, verduras frescas u hortalizas, pero que dada su inocuidad puede completarse, en los deportistas, mediante dosis exógenas farmacológicas. La administración de dosis elevadas de vitamina-C pueden dar lugar a un aumento de la resistencia a la fatiga, aunque debemos tener presente, que dosis tan elevadas conllevan a trastornos como insomnio, hiperacidez gástrica, hiperuricemia, cálculos renales, crisis gotosa e inactivación de la vitamina B-12 en el intestino, entre otras cosas. RDA (mg) Resistencia (mg) Supernutrición (mg) Toxicidad (mg) 45 mg 200-300 mg 4000 mg No existe Vitamina E (tocoferol). Es una vitamina liposoluble habitualmente utilizada en el deporte en su forma más activa, alfa-tocoferol. Se puede encontrar en semillas, frutos secos, aceite de oliva virgen y algunas verduras. Su acción fundamental es la de antioxidante, con incidencia sobre la síntesis del grupo hemo, la membrana de los hematíes o la respiración celular, aunque también parece ser útil para el sistema inmunitario. Su déficit se manifiesta en problemas de esterilidad, trastornos del sistema nervioso o en fragilidad eritrocitaria. En animales se ha podido demostrar que 200 mg/día pueden proteger el tejido pulmonar de los efectos dañinos del ozono en zonas muy polucionadas. Su interés en el deporte, comienza al comprobarse diferencias significativas de 240 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR rendimiento entre sujetos que ingerían 1.000 mg/día de l-tocoferol respecto a un grupo de control. RDA (IU) Resistencia Supernutrición (IU) Toxicidad (IU) 15 IU 200 – 300 IU 800 IU No conocida DEPORTE C B1 B2 B3 B6 B9 B12 PP A E Lucha y Boxeo Halterofilia Remo y Piraguismo Ciclismo Pista 175250 2.44.0 3.85.2 20 6-10 450600 4-9 2545 3.03.8 2030 180200 200350 150200 3.03.9 4.04.8 3.43.9 3.94.4 4.65.2 3.84.4 18 5-8 19 7-10 18 7-9 3035 3245 3040 3.03.6 3.03.8 2.53.5 2530 3045 3045 Patinaje 400500 500600 400550 4-8 5-10 4-10 Tabla 13.8. Necesidad (mg) diaria de vitaminas en diferentes modalidades deportivas Fuente: Voglariov et al. (1985). 13.9. Minerales Aproximadamente el 4% del peso corporal está compuesto por un grupo de 22 elementos que se engloban bajo la denominación de minerales. Una dieta equilibrada asegura gran parte de las necesidades orgánicas, aunque la práctica intensa de algunas modalidades deportivas obliga a ciertas ayudas complementarias que garanticen el aporte suficiente de algunos minerales. Calcio. El contenido de calcio en el ser humano es de unos 1500 mg, formando gran parte de estructura de su esqueleto y otros tejidos. En los deportistas su importancia se extiende a mecanismos tan importantes como el de la contracción muscular, siendo necesaria su presencia en el retículo sarcoplasmático para salir cuando se activa la fibra y entrar en la troponina y desencadenar una secuencia esencial para la formación de puentes d actina-miosina. En condiciones normales, un sujeto sedentario pierde menor cantidad de calcio (100-250 mg/día), a través de su actividad normal, que un sujeto que se somete a importantes cargas de entrenamiento (300-1200 mg/día), especialmente a través de la orina y el sudor. Su ingesta durante los procesos de recuperación debe estar ajustada a sus pérdidas, y nunca en proporciones superiores, es más, incluso el porcentaje de absorción por el organismo está condicionado a la cantidad o dosis en que se aplique, de forma que la misma aumenta cuando las dosis son bajas y no cuando son altas. Se recomiendan dosis entre 1200-1500 mg para asegurar un equilibrio positivo del calcio. Con ingestas de 800 mg/día, la dosis de absorción es de un 15% (Heaney et al.-1975), haciéndose necesario complementar con vitamina-D, si se quiere mejorar los mecanismos de absorción, mientras el uso excesivo de carne en la dieta, sal café y alcohol inhiben su absorción. No 241 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. debemos olvidar que su ingesta elevada provoca una deficiencia del magnesío, posiblemente motivado por la utilización el mismo catión en el mecanismo de transporte. Endógeno Endógeno 7.2g/l g/l 7.2 Exógeno Exógeno 3.6g/l g/l 3.6 Liesen y Schiedtweiler Digestión Digestión Metabolismo del Calcio 20.4 g Célula Célula 137gg 137 PLasma Plasma 23.2 g Sudor Sudor 0.5gg/ /33l.l. 0.5 Intestino Intestino 20gg 20 20.0 g Riñón(orina) (orina) Riñón 3.2gg 3.2 Excrementos Excrementos 0.4g/l g/l 0.4 Cuadro 13.5. Metabolismo del calcio Potasio. Es un macroelemento que participa activamente en la regulación de la presión osmótica celular. No debemos olvidar, que el potasio (K) también desarrolla un rol importante en la contracción cardiaca y muscular, así como en el metabolismo de las proteínas y la activación de enzimas de la glucólisis y la cadena respiratoria. Es necesario, también, para la buena absorción intestinal de los glúcidos. La presencia de potasio en las bebidas de deportistas parece que no influye sobre los niveles de potasio plasmático. Si tenemos en cuenta que durante el ejercicio intenso se elevan los niveles plasmáticos de este macroelemento, una concentración elevada de potasio en la bebida de un deportista puede conducir a un cuadro de hiperkalemia (Marins et al. (2001).Sin embargo es un elemento importante para el control de la aldosterona y, por lo tanto, de la hidratación de los deportistas. Su presencia incrementa la secreción de aldosterona desde las glándulas suprarrenales. Súbitas cargas de potasio o incrementos de potasio en la dieta aumenta la producción de altosterona provocando una mayor retención de líquidos por el organismo, mientras que la disminución de potasio provoca una disminución de los niveles plasmáticos de aldosterona y reteniéndose menos líquido en el organismo. El contenido de potasio del organismo humano es de unos 2 g/kg. Las pérdidas significativas de K se dan en esfuerzos muy prolongados (superiores a las 2-3 horas), razón por la que su importancia se centra en los deportes de estas características. Su aporte normal en la dieta, es de 10-14 mEq (2-6 g/día), pudiendo incrementarse ligeramente en las circunstancias señaladas. 242 Magnesio. El contenido existente en el organismo es de unos 250 mg/kg, necesitándose un aporte diario de 400-500 mg/día. Es un macroelemento especialmente interesante como componente y activador de numerosas ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR enzimas, especialmente aquellas que regulan los procesos energéticos que transforman fosfatos ricos en energía. También participa como estabilizador de membranas citoplasmáticas, membranas intracelulares y de los ácidos nucleicos. Con el ejercicio de orientación anaeróbica se observa un aumento significativo de su concentración en la sangre, mientras que en los esfuerzos aeróbicos su concentración disminuye a causa del incremento de la sudoración. Aspartato de magnesio y aspartato de potasio. El ácido aspártico participa en funciones como el anabolismo proteico por intermediación de estimulación de la GH y su rol en la síntesis de purinas y pirimidinas. Administrado en forma de sales potásicas, magnésicas, o en asociación con arginina, parece mejorar la contracción del músculo fatigado o prevenir el sobreentrenamiento, gracias a la presunta acción potenciadora de la resíntesis de AMP. Todo indica que aumenta la eliminación del amoniaco por parte del hígado. Wesson et al. (1988) utilizó placebo o 10 gramos de aspartato 24 horas antes de que un grupo de sujetos realizara un esfuerzo hasta el agotamiento a intensidad del 75% del VO2 máximo, encontrando una disminución significativa de los niveles plamáticos de amonio, a la vez que se mejoraba en un 15% la capacidad de rendimiento. Fósforo. Aparte de su acción combinada con el calcio (Ca) para dar rigidez a los huesos o dientes, su principal importancia con relación a la actividad física radica en que es un componente esencial de los compuestos macroenergéticos fundamentales del organismo. Así mismo, también participa en funciones de amortiguación de los productos finales ácidos del metabolismo energético. Su contenido en el organismo es de unos 700-800 gramos, siendo sus necesidades diarias entre 0.8-1.2 g/día, dibiéndose aumentar en el caso de los deportistas (ver iones fosfato). Iones Fosfato: Los defensores del su de fósforo en dosis superiores a las habituales, proponen una ingesta de 4 gr/día (frente a los 0.8-1.5 gr/día que se recomiendan en sujetos normales) durante 6 días, aunque existen dudas de que la limitación de ATP esté condicionada por la falta de iones fosfato. El ión fosfato es un elemento esencial para el metabolismo de los carbohidratos, lípidos y proteínas, actuando como cofactor en numerosos sistemas enzimáticos, así como en la formación de moléculas macroenergéticas (ATP). Todo parece indicar que su ingesta también aumenta el nivel del 2-3 DPG. Al igual que ocurría con la ingesta elevada de calcio, una utilización alta de fósforo, aumenta las deficiencias de magnesio. Elementos traza esenciales. De todos los elementos traza que son necesarios para la vida del hombre (hierro, cobre, zinc, manganeso, cobalto, vanadio, selenio, molibdeno, niquel, boro, silicio, fluor, yodo, o arsenio), sólo trataremos el zinc, el cobre y el selenio, por ser aquellos que tienen mayor relación con el incremento de masa muscular. Cobre. Es un componente de numerosas enzimas (citocromo-C; superoxidasa dismutasa; lisina 6-oxidasa), siendo también necesario en la formación de hemoglobina, mioglobina y de elastina. Es necesario para la adecuada utilización del hierro. Los principales depósitos se 243 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. encuentran en el tejido muscular (45-50% vs 100 mg), encontrándose el resto en el hígado y en el esqueleto. Las necesidades oscilan entre los 2 y los 5 mg, los cuales pueden ser aportados por la dieta (legumbres, hígado y nueces) o mediante suplementos nutricionales. Zinc. La importancia de este elemento está en su incidencia sobre el sistema inmunológico donde actúa como cofactor interviniente en los mecanismos de replicación y funcionamiento de células-T inmaduras. También forma parte de los receptores esteroideos, encontrándose en el dominio conocido como dedos de zinc, y forman parte de los mecanismos tampón que posee el organismo. La importante sudoración que se da en los deportes de larga duración puede resultar un hándicap en la regulación del cínc, que ya ésta suele ser una vía rápida y potente para su eliminación, aumentando el riesgo de déficit entre estos deportistas. Con la dieta podemos obtenerlo a través de la carne, el pescado, el arroz o el pan. En caso necesario se puede suplementar en dosis de 10-20 mg diarios. Selenio. Es un componente importante de diversas enzimas oxidativas. Es necesario para potenciar la acción de la vitamina E, que ya mencionamos antes era interesante controlar en las modalidades de fuerza. Las necesidades diarias oscilan entre los 0.1-0.2 mg. BIBLIOGRAFÍA. 244 Benson, DW., Foley-Nelson, T., Chance, WT., Zhang, FS., James, JH., Fischer, JE. Decreased myofibrillar protein breakdown following treatment with clembuterol. J. Surg. Res.. 50: 1-5. (1991). Criswell, DS., Powers, SK., Herb, RA. Clembuterol-induced fiber type transition in the soleus of adult rats. Eur. J. Appl. Physiol. 74: 391-396. (1996). Dehennin, L., Ferry, M., Lafarge, P., Peres, G., Lafarge, JP. “Oral administration of dehydroepiandrosterone to healthy men: alteration of the urinary androgen profile and consequences for the detection of abuse in sport by gas chromatography-mass spectometry”.Steroids. 63(2):80-87. (1998). Evans, GW. “The effect of chromiun picolinate on insulin controlled parameters in humans”. International Journal Biosocial and Medical Research. 11: 163-180. (1989). Fernández, E., Hernando, R., Fernández, MD., Manso, R. 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Cada vez se dispone de un mayor número de evidencias experimentales sobre la forma de mejorar la alimentación de un deportista (aporte calórico y proporción de nutrientes) aunque la incidencia de la dieta en el entorno anabólico es uno de los campos que precisan de mayor estudio e investigación en los próximos años. Necesidades calóricas. Para cualquier persona la cantidad de alimentos que debe ingerir debe ser suficiente para satisfacer las necesidades energéticas del individuo y mantener su equilibrio anabólico-catabólico. Cuando la ingesta de calorías difiere de las necesidades que tiene un sujeto se producirán cambios de las reservas energéticas y modificaciones del peso y la composición corporal sí el proceso es bastante prolongado. Por dichas razones es necesario determinar con precisión la ingesta calórica que cada deportista necesita. Las autoridades sanitarias internacionales suelen proponer modelos ideales de aportes energéticos con los que garantizar los mínimos alimenticios de diferentes poblaciones (ver cuadro siguiente), aunque tales propuestas se encuentran muy alejadas de la realidad nutricional de un deportista, especialmente si este se ve sometido a intensos protocolos de entrenamiento. Hombres Edad 0-3 años 3-10 años 10-18 años 18-30 años 30-60 años Ecuación 60.9 x PC (kg) – 0.54 kcal 22.7 x PC (kg) + 495 kcal 17.5 x PC (kg) + 651 kcal 15.3 x PC (kg) + 679 kcal 11.6 x PC (kg) + 879 kcal Mujeres Edad 0-3 años 3-10 años 10-18 años 18-30 años 30-60 años Ecuación 61.0 x PC (kg) – 0.51 kcal 22.5 x PC (kg) + 499 kcal 12.2 x PC (kg) + 746 kcal 14.7 x PC (kg) + 496 kcal 18.7 x PC (kg) + 829 kcal Tabla 14.1. Ecuaciones de aportes calóricos en función de edades y género. Fuente: FAO-OMS cfr. Roberti (1993). 247 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Con tal motivo, el especialista en nutrición debe calcular cual es el consumo de energía que tiene el deportista a lo largo del día y a partir de ese valor obtenido planificar raciones dietéticas específicas para cada circunstancia según la modalidad deportiva y la etapa de la temporada en la que se encuentre. Tradicionalmente, las raciones se calculaban usando las ecuaciones propuestas por la OMS para posteriormente aplicarle un factor de actividad que varía en función del tipo de actividad realizada. En el caso de los varones cuando la actividad era ligera o media el coeficiente aplicado era 1.67 (19-24 años) y 1.60 (25-50 años), mientras en las mujeres era de 1.60 y 1.55 respectivamente. Evidentemente, ésta propuesta resulta insuficiente para sujetos sometidos a un riguroso y sistemático proceso de entrenamiento. En estos casos la constante aplicada puede ser igual o superior a dos. Entre el cálculo de necesidades calóricas de los deportistas es corriente determinar la tasa metabólica basal (TMB-Kcalorias20 = 21.1 x peso en kilos + 50.4) y multiplicarla por una constante igual a 5. Nosotros pensamos que lo más correcto sería determinar el tiempo que se emplea en cada tipo de actividad y aplicarle un coeficiente específico en función de lo realizado a lo largo del día {reposo: 1.0-1.5 (sueño); actividad ligera: 1.6-2.5 (leer, cine, etc.); actividad moderada: 2.6;-4.9 (pasear, tareas domésticas, trabajar); actividad intensa: 5.0-7.0 (entreno moderado); actividad muy intensa: 7.1-12.0 (entrenamiento intenso)}. Pongamos un ejemplo. Si pensamos en un sujeto de 100 kilos, su metabolismo basal será de 2.160 kcal, a las que debemos añadirle el gasto producido por el entrenamiento. Supongamos que el sujeto duerme 8 horas, entrena intensamente 3 horas diarias y 1 hora de forma intensa. El resto del tiempo lo dedica a su actividad normal (6 horas de actividad ligera y 6 de actividad moderada) (tabla 14.2). Actividad Duración Constante Reposo Ligera Moderada Intensa Muy Intensa Total 8.0 h. 8.0 h. 6.0 h. 1.0 h. 1.0 h. 24 h. 1.0 2.0 3.0 6.0 10.0 Constante Compensada 8.0 16.0 18.0 6.0 10.0 58.0/24 = 2.42 Tabla 14.2. Gasto calórico en función de la actividad, aplicando las constantes La cantidad de energía que necesitará este deportista se determinará multiplicando su tasa metabólica basal (2.160) por la constante de actividad que se obtuvo (2.42). Si hacemos ésta operación, vemos que nuestro deportista necesita un aporte energético total de 5.220 kcal. Este valor aunque es elevado si se compara con la ingesta necesario por un sujeto sedentario, no llega a los niveles que alcanza la ingesta calórica de algunos deportistas con mayor peso corporal, especialmente durante la etapa de volumen. También depende de la cantidad de entrenamiento realizado el día de la ingesta (medio o alto). 20 Una kilocaloría se define como la cantidad de calor que es necesario para calentar un litro de agua desde los 14.5º a los 15.5º. 1 Kcal = 1.000 cal. 248 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Fase de Volumen Peso Corporal (kg) Calorías Peso Corporal (kg) Calorías 60 2.800 – 3.200 100 4.000 – 5.000 80 3.500 – 4.000 120 4.500 – 5.400 Fase de Definición Peso Corporal (kg) Calorías Peso Corporal (kg) Calorías 60 80 1.400 – 1.600 100 2.200 – 2.600 1.900 – 2.200 120 2.700 - 3.200 Tabla 14.3. Necesidades calóricas de culturistas de diferente peso en distintas etapas de entrenamiento Composición de la dieta. Pero aún nos queda ajustar un poco la ingesta calórica en función del tipo de actividad deportiva que realicemos. A la hora de alimentarse no es lo mismo lo que necesita un corredor de fondo que un levantador de pesas. Es por todos conocido que la dieta de un deportista que quiere ganar fuerza y/o masa muscular se apoya en la ingesta de una cantidad bruta de proteínas superior a la de otros deportistas donde los objetivos nutricionales son otros. A fin de cuentas se sabe que la mayor reserva de proteínas del organismo es la masa muscular. En una dieta equilibrada la proporción de nutrientes que debe tener una dieta es de aproximadamente un 50-60% de hidratos de carbono (sin que la ingesta de azúcares simples supere el 10% del total, recomendándose aumentar el consumo de frutas, vegetales y granos de cereales), un 25-35% de grasas (15% de calorías ingeridas correspondientes a grasas monoinsaturadas a costa de reducir un 5% las correspondientes a grasas poliinsaturadas, recomendándose reducir el consumo de colesterol a 300 mg/día) y un 12-15% de proteínas. La principal función de los hidratos de carbono es aportar energía al organismo. Las grasas también se utilizan para aportar energía al organismo, pero también son imprescindibles para otras funciones como la absorción de algunas vitaminas, la síntesis de hormonas o en la construcción de la membrana celular. Por su parte, las proteínas son nutrientes importantísimos en la dieta de cualquier individuo por el elevado número de funciones que realiza en las células de cualquier ser vivo y, mucho más entre aquellos sujetos que entrenan la fuerza y/o quiere aumentar su masa muscular. Por un lado, las proteínas forman parte de la estructura de los tejidos (músculos, tendones, etc.) y, por otro, desempeñan funciones metabólicas y reguladoras en el organismo. También se recomienda ingerir unos 20-25 g/día de fibra vegetal (50% insolubles como la celulosa y un 50% solubles). Otra recomendación para conseguir una dieta equilibrada señala que el consumo diario de sal no debe superar los 3 gramos, con lo que se evitaría que el sodio provoque una sobrecarga renal y un aumento de la tensión arterial. 249 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Las dietas y la modalidad deportiva efectuada: Aplicación a la fuerza. Frecuentemente se estima que entre los practicantes de modalidades de fuerza, el aporte calórico que venga de las proteínas debe alcanzar entre el 2025% del aporte calórico total, lo que supone dosis claramente superiores a las recomendadas tradicionalmente en las dietas de sujetos sedentarios, aunque inferiores a las que utilizan deportes que buscan grandes volúmenes de masa muscular como los culturistas, quienes pueden llegar a ingerir entre un 30-40% del total de calorías a partir de las proteínas. Es muy frecuente escuchar la regla 1-2-3 entre los practicantes de culturismo (1 parte de las grasas, 2-3 de las proteínas y 3-2 de los hidratos de carbono). Características energéticas Deporte Coste energético: Cal/kg/h Deportes predominantemente aeróbicos Carreras de fondo, ciclismo carretera, ciclismo de fondo en pista, natación en distancias >400 metros, esquí de fondo, remo, tenis Entre 6 y 20 Deportes de orientación aeróbica-anaeróbica Fútbol, baloncesto, waterpolo, rugby, balonmano, fútbol sala, boxeo, lucha, mediofondo Entre 5 y 15 Deportes predominantemente anaeróbicos Carreras de velocidad, saltos, lanzamientos, ciclismo velocidad, patinaje velocidad, deportes de destreza, levantamientos de pesas Entre 3 y 12 Tabla 14.4. Estimación del gasto energético en diferentes modalidades deportivas. Fuente: González-Ruano (1986). Si utilizamos las necesidades calóricas calculadas para ese hipotético deportista de 100 kilos, de las 5.220 kcal totales, entre 1.300 y 1.050 kcal deberán tener su origen en las proteínas. Como los valores de combustión fisiológica de cada fuente alimenticia es diferente, (existen valores promedios para cada una de ellas proteína, grasa o hidrato de carbono)21, en este caso estaremos hablando de un aporte de entre 320 y 250 gramos de proteína pura por día. Donath y Schüler (1979) recomiendan que el total de calorías que deben consumir estos deportistas sea bastante mayor que las que obtuvimos en el ejemplo propuesto. Según estos autores, a este deportista se le debería estar suministrando en torno a las 70/75 kcal por kilo de peso corporal, lo que supondría unas 7000 kcal día para ese cuerpo de 100 kilos. Sin embargo, esta cifra puede llegar a ser excesiva para este deportista, incluso dividiéndola en 5-7 tomas, si no tenemos en cuenta otros aspectos como el entrenamiento realizado, 21 1 gramo de hidratos de carbono tienen un equivalente de 4.1 kcal (17 kJ) con una oscilación entre 3.75 y 4.20 kcal; las proteínas tienen un equivalente de 4.1 kcal (17 kJ) con una oscilación entre 3.75 y 4.55 kcal; las grasas tienen un equivalente de 9.3 kcal (39 kJ) con una oscilación entre 9.25 y 9.50 kcal. 250 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR la fatiga acumulada, el estrés, etc,. Incluso en condiciones normales una ingesta tan elevada de calorías puede ser contraproducente para el adecuado funcionamiento de diferentes sistemas del organismo (renal, endocrino, etc,.). Actividad kcal kJ Deportes fuerza rápida (PC: 65-75 kg) 5.200 21.800 Deportes equipo (PC: 70-75 kg) 5.500 23.000 5.500 23.000 5.800 24.300 Deportes de combate (PC: 75 kg) 5.800 24.300 Deportes de fuerza (PC: 80-90 kg) 6.800 28.500 Culturismo (>90 kg) 7.000 29.500 Deportes de resistencia (PC: 65-70 kg) Deportes de fuerza resistencia (PC: 65-80 kg) Rango kcal Rango kJ 42006200 52005800 51006100 50006600 50006000 66007000 68007200 1760026000 2180024300 2130025500 2090027600 2090027600 2760029300 2800030000 Tabla 14. 5. Determinación de gasto de energía en función del tipo de actividad deportiva. Regulación del entorno anabólico mediante la dieta. El número de calorías que ingiera un deportista supondrá un aspecto fundamental en la regulación del sistema endocrino y, por lo tanto, en el balance anabólico – catabólico del mismo. Frecuentemente, los deportistas que buscan ganancias de masa muscular utilizan dietas fuertemente hipercalóricas, lo cual no es exactamente lo más eficaz para estos objetivos. Forbes et al. (1989) que cuando un sujeto es sometido a una dieta hipocalórica (1200-1600 calorías/día) su respuesta hormonal se manifiesta con un incremento progresivo de los niveles de IGF-1 y testosterona durante los primeros días, llegando a duplicarse a los 14 días después de iniciarse la misma. Esta respuesta también se acompaña con un aumento de la cantidad de masa magra y una disminución de la grasa. Pasados estos 14 primeros días la respuesta endocrina observada se invierte gradualmente. 251 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Actividad Coeficiente Actividad Coeficiente Dormido Sentado tranquilo Paseando lentamente 1.0 1.2 2.5-2.8 1.2 1.4 3.1 Paseando rápido 7.5 Acostado De pie tranquilo Paseando normal Paseando cargando 10 kg Caminar cuesta abajo normal 3.6 Jugar cartas 1.4 1.5 Cocinar Limpiar la casa (moderado) Trabajo oficina moviéndose Sastre Mecánico Electricista 1.8 Caminar cuesta abajo lento Caminar cuesta abajo rápido Coser 2.8 Limpiar la casa (ligero) 2.7 Trabajo oficina sentado 1.3 Trabajo de impresión Zapatero Carpintero 2.0 2.6 3.5 3.5 3.1 3.7 1.6 2.5 3.6 3.1 Tabla 14.6. Coeficiente en función del tipo de actividad. HOMBRE – MUJERES (-0.2 en actividad) Maquinaria Laboratorio Tractorista Agricultor (recolección) Picador - Obrero Actividades ligeras (bailar, jugar, etc) Actividades deportivas pesadas 3.1 2.0 2.1 6.5 5.5-6.5 4.5-6.5 Industria química Conductor de camiones Costalero Agricultor (plantación) Talar árboles Actividades como bolos, billar, golf. 3.5 1.4 4.5-6.0 2.9 7.5 2.2-3.0 >6.5 Tabla 14.7. Coeficiente en función de la actividad. En mujeres, un –0.2 con respecto a los datos del hombre. En un estudio de similares características fue realizado por Jebb et al. (1996) quienes observaron que una dieta de 3.600 calorías/día se conseguía ganancias de 2.5 kilos en la masa muscular y de 1 kg en la masa grasa a los 12 días de iniciarse. Para el mismo período de tiempo y cuando la dieta se reducía a 1000 calorías/día se perdían 2.6 kilos de grasa y algo más de un kilo de masa magra. No podemos olvidar que una de las situaciones en las que se incrementa la secreción de hormona de crecimiento es en los episodios no traumáticos de déficit nutricional, y que esta hormona regula la producción, por parte del hígado, de los factores de crecimiento tipo insulínico. 252 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR A la luz de estos comportamientos posiblemente se pueda controlar y/o potenciar el entorno hormonal del deportista mediante la ingesta de alimentos que realice. En este sentido Philipps (2000) (ABCDE system) propone hacer ciclos nutricionales diferentes que vayan acompañando el trabajo de fuerza para así optimizar al máximo el efecto que la dieta tiene sobre el entorno hormonal. Organización de la ingesta calórica diaria. Tradicionalmente, las personas suelen organizar su alimentación alrededor de tres ingestas básicas diarias que corresponden al desayuno, la comida y la cena. En las sociedades occidentales, la ingesta principal corresponde a la comida, siendo, por regla general, la cena significativamente más ligera que la comida del mediodía. En los últimos años, los ciudadanos de las sociedades urbanas e industrializadas han descuidado la composición y cantidad de los alimentos del desayuno, afectando ocasionalmente el rendimiento laboral de la jornada. Lo ideal sería dividir la ingesta calórica diaria en cinco o seis comidas, con lo que estaremos en condiciones de suministrar al organismo un flujo constante de nutrientes que, además, permiten un control hormonal más sencillo y menos agresivo. En cualquier caso, la cantidad de calorías que debe ingerir un deportista variará de una fase a otra de la temporada. De esta forma, un culturista en época de volumen deberá incrementar sensiblemente la cantidad de calorías que ingiera, disminuyendo significativamente durante la etapa de definición. El tipo de entrenamiento y la cantidad de carga utilizada en cada día de entrenamiento también son determinantes a la hora de determinar la cantidad de calorías incluidas en la dieta diaria del deportista. Los días de doblaje y gran carga de trabajo la dieta deberá ser profusa, mientras que los días de descanso ésta deberá disminuir. Control del entorno anabólico. La garantía de que puede asegurarse un balance positivo en la síntesis de proteínas pasa por el equilibrio o la superación de la construcción sobre la destrucción de las mismas. Sólo mediante la determinación precisa del estatus anabólico se garantizará una importante hipertrofia muscular. Para poder lograr esto, los culturistas controlan periódicamente su balance nitrogenado a través de la valoración de su excreción. De esta manera podrán afinar más en su nutrición y en las cargas de entrenamiento que deben ser utilizadas. A lo largo del día cualquier persona pierde una cantidad determinada de nitrógeno que se ve afectada por la ingesta de proteínas realizadas, la utilización del organismo por parte de ellas y la eliminación de metabolitos específicos, aunque los valores promedios están entre los 2 y los 4 gramos. Casi el 90% de la cantidad de nitrógeno eliminado sale por la orina, mientras que el 10% restante lo hace a través de las heces, el sudor o la piel. Cuando el balance es positivo estaremos indicando un estado anabólico del organismo en el que la ingestión de proteínas es superior a su expulsión, lo que es el ideal para conseguir incrementos en la masa muscular. Por el contrario, un 253 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. balance negativo señala un estado catabólico del organismo en el que la destrucción muscular es elevada y la pérdida de nitrógeno es superior a la ingesta. Hoy día existen técnicas muy sencillas a través de la utilización de tiras reactivas que se introducen en la orina del deportista en días concretos del proceso de entrenamiento y la evaluación de la concentración de nitrógeno de la muestra en función del volumen total de orina que produce a lo largo del día. BIBLIOGRAFÍA. 254 Donath, R., Schüler, KP. Ernährung im LeistungsfuBbal. Berlin. (1979) En Konopka. La alimentación del deportista. Barcelona. Paidotribo. (1988). González-Ruano, E. Alimentación del deportista. Editorial Marbán, SA. Madrid. (1986). Jebb, et al. Changes in macronutrient balance during over- and underfeeding assessed by 12 day continous whole-body calorimetry. American Journal Clin. Nutr. 64: 259-266. (1996). Philipps, B. abc1.asp.(2000). Roberti, A. Nutrición adecuada y balance calórico. Actualización en Ciencias del Deporte. 1(2):33-39. (1993). http://www.musclemedia.com/training/abcde/v58- ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Capítulo 15 La hipertrofia muscular 15.1. Hipertrofia muscular: conceptos básicos. El entrenamiento de la fuerza conduce a un aumento de la masa muscular y del tamaño de los músculos fruto del incremento de la sección transversal de cada una de las fibras que lo configuran. Es cierto que el entrenamiento por sí sólo no es más que el efecto catalizador de una respuesta neuro-endocrina que si no se desarrolla de forma adecuada no garantizará la correcta adaptación que genere un aumento de la masa muscular. La dieta adecuada y la carga de entrenamiento específica serán las que permitan una respuesta del sistema endocrino (hormonas anabólicas y catabólicas) que predisponga al organismo en las funciones que le permitan aumentar la síntesis de proteínas. 68 66 %MM 64 SD 62 60 58 56 54 52 50 Baloncesto Culturistas Gimnastas Velocidad-Salto 400-800 mts >1500 mts Sedentarios Deporte Cuadro 15.1. Porcentaje de masa muscular en diferentes modalidades deportivas (adaptado Spenst-1993) El músculo esquelético es un tejido que contiene más del 50% del total de proteínas del organismo y constituye en el sujeto normal cerca del 45% de su peso corporal total, por lo que alteraciones significativas del porcentaje de masa muscular genera importantes transformaciones en la estructura corporal, convirtiéndose en un signo externo que caracteriza el biotipo de los deportistas de fuerza. Un ejemplo manifiesto y claro de lo que representa la hipertrofia muscular en el deporte son los practicantes del culturismo. Esta modalidad deportiva tiene como objetivo único la obtención de una musculatura grande y bien proporcionada, ya que es ésta la base sobre la que se mide el rendimiento y la mayor parte de lo que constituye su score de marca (forma de competición) de la disciplina. Esta musculatura se obtiene fundamentalmente como resultado de un incremento notable de la sección transversal de las fibras musculares, en especial 255 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. de las de contracción rápida (FT) y, posiblemente, por incremento en el número de fibras. Esto último queda de manifiesto en el trabajo presentado por MacDougall et al. (1982), donde se compara un grupo de sujetos que entrenaron la fuerza durante seis meses con otro constituido por cinco culturistas y dos practicantes de powerlifting con 7.1 años de experiencia. Grupo/ Parámetro Fuerza Tríceps (N) Control Culturistas 56.2 79.1 Circunferen- Área FT cia Brazo (100µ µm2) 33.7 42.8 Área ST (100µ µm2) %FT 236 683 71 66 576 1174 Tabla 15.1 Diferencias musculares entre un grupo de culturistas y otro control. Fuente: MacDougall et al. (1982) No disponemos de mucha bibliografía que explique con precisión en qué tipo de fibras se producen los procesos de adaptación que acompañan a los trabajos de fuerza máxima de orientación hipertrófica. No obstante, Klitgaard et al. (1989) encontraron que en el músculo bíceps braquial de los culturistas existe una ausencia casi completa de fibras que contengan sólo MHC tipo IIb, con pocas fibras donde coexistían MHC tipo IIa y IIb y gran cantidad de fibras que contenían fibras tipo MHC tipo IIa, algo que no ocurría entre los sujetos sedentarios controlados en el mismo estudio. En cualquier caso es preciso ampliar el número de investigaciones para poder dar una respuesta contundente a esta cuestión. En el cuadro 15.1, se puede ver cómo los practicantes de las diferentes modalidades deportivas presentan una importante variabilidad en la cantidad de masa muscular que poseen y en su distribución por el cuerpo respondiendo siempre a criterios de especificidad deportiva y práctica realizada. Así, un sujeto que practique carreras de larga distancia tendrá una masa muscular global significativamente menor que otro que hace un deporte de fuerza o que practica el culturismo. En este deporte tuvimos la oportunidad de controlar, mediante densitometría axial computarizada, la composición muscular de quien fue uno de los mejores culturistas españoles. De los datos obtenidos en su composición corporal podemos ver la importancia de la masa muscular dentro de la estructura corporal de dichos deportistas. La enorme masa muscular de estos atletas queda de manifiesto incluso durante la fase de la temporada caracterizada por un bajo volumen de entrenamiento (tabla 15.2). PESO (kg) MASA MAGRA (%) MASA ÓSEA (%) MASA GRASA (%) 95.30 86.19 (58.83) 33.52 (35.17%) 5.76 (6.0%) Tabla 15.2. % de Masa magra, ósea y grasa de culturistas canarios. García Manso (1998). En otros deportes de fuerza, la importancia de la musculatura se basa en su capacidad de generar tensión cuando esta se contrae, lo que está íntimamente relacionado con su tamaño. Por este motivo, es lógico pensar que normalmente un aumento del grosor y longitud de las fibras lleve a un incremento de la masa 256 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR muscular y, por lo tanto, a un aumento de la fuerza. Ya en el año 1846, Weber señaló que la fuerza de un músculo es proporcional a la sección fisiológica del mismo. Los niveles de tensión que es capaz de generar un músculo en razón de su sección transversal variará en función del tipo de fibra que predomine en el mismo, estimándose que el nivel de fuerza isométrica máxima que generan las FT oscila entre 150-300 kNm-2. 15.2. Relación hipertrofia muscular vs fuerza. Si nos apoyamos en el enunciado de este apartado, en el cuál se relaciona la fuerza y el tamaño muscular, debemos pensar que, salvo circunstancias excepcionales, los sujetos con mayor hipertrofia muscular deberán ser los más fuertes, o al menos, los que mayores niveles de fuerza absoluta posean. Podemos observar la validez de esta afirmación en una muestra de 20 sujetos con diferencias significativas (p<0.0001) en relación con su masa muscular y a su fuerza isométrica máxima en el movimiento de media sentadilla. Vemos en los datos reflejados en las siguientes tablas como los más fuertes 45.80% son a la vez los que tienen más peso y mayor masa muscular en las piernas (Gª-Manso1994): Grupo / Parámetro Peso (kg) GMMx GMMn 89.85 (5.74) 60.26 (4.89) Masa Muscular Total M. Muscular Piernas (kg) (kg) 70.16 (6.33) 47.26 (3.04) 24.71 (1.82) 16.72 (1.07) Tabla 15.3. Peso y masa muscular de los dos grupos de diferente nivel de fuerza. Donde: GMMx: Grupo de elevada masa muscular; GMMn: Grupo de baja masa muscular Parámetros Diferencia Absoluta Picos Máximos FIM (Newton) Diferencia Relativa Picos Máximos FIM Diferencia 791.9 45.80 % (p<0.01) Tabla 15.4 Diferencias absoluta y relativa de la fuerza isométrica máxima respecto a los niveles de masa muscular En gran medida, la masa muscular se encuentra estrechamente relacionada con el peso del cuerpo, por lo que en ocasiones se utiliza dicha variable para valorar los niveles de fuerza muscular de un sujeto. Esta función se puede expresar matemáticamente, por lo que Vorobiev (1974) propone la siguiente ecuación: F = a x P 2/3 Donde (F) es la fuerza; (a) constante que caracteriza la aptitud física; (P) el peso Así, la fuerza absoluta (F) crece en forma más lenta de como lo hace el peso corporal. Sin embargo, es corriente observar como la fuerza relativa (fuerza en 257 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. relación con el peso corporal) disminuye al aumentar el peso corporal de un sujeto. Más concretamente, Zaziorski basándose en las observaciones de Lietzki, sostiene que el peso corporal de un hombre es proporcional al cubo de sus medidas longitudinales, mientras que el corte fisiológico de los músculos lo es al cuadrado de dichas medidas. El valor logarítmico de la ecuación que se deriva queda reflejado en la siguiente ecuación: Logaritmo F = logaritmo de (a) + 0.666 logaritmo del Peso22 A mismo nivel de entrenamiento los individuos con mayor masa muscular son capaces de desarrollar más fuerza, en valores absolutos, aunque no necesariamente en valores relativos. Esto nos obliga a profundizar en el concepto de fuerza relativa, la cuál representa la cantidad de fuerza por kilo corporal. GªManso et al. (1998) comprobaron en 39 varones que la fuerza isométrica máxima (1360.99 N +/-582.24) se correlaciona de forma elevada (0.66; p<0.000) con la masa magra (60.854 kg +/-10.413). Sin embargo, debemos tener presente que la relación entre la masa muscular y la fuerza debe ser interpretada de forma prudente, ya que no significa que la ganancia en masa implique siempre una ganancia en fuerza y, menos aún, que suponga una ganancia en fuerza útil. Ciertamente, varios estudios señalan la existencia de correlaciones entre 0.61 y 0.96 entre la fuerza, el tamaño muscular y las dimensiones del cuerpo, pero deben incorporarse otros parámetros complementarios (control motor, tipo de fibra, nivel de entrenamiento, etc,.), específicos de cada individuo, los cuáles ayudarán a una mejor comprensión de la relación entre éstas variables. Si analizamos la siguiente ecuación en la que se explica, en el músculo in situ, los aspectos que condicionan el área de la sección transversal funcional (ASTF), y si aceptamos que existe una relación directa con la posibilidad del músculo para generar fuerza, podemos observar que la disposición de las fibras respecto a su inserción así como su grosor, son un factor positivo respecto al tamaño del músculo, aunque no por eso, como ya señalamos, se garantiza su eficacia mecánica a partir de ciertos niveles. En éstas circunstancias la velocidad de contracción muscular e incluso los niveles máximos de tensión se pueden ver seriamente comprometidos. El ángulo de penneación de los músculos en el ser humano es algo menor a los 10º, pero este puede verse aumentado entre las personas de gran hipertrofia muscular como es el caso de los culturistas. Su valor se puede calcular por la ecuación propuesta por Powell et al. (1984). Masa Muscular (g) x Coseno α ASTF (mm2) = Longitud de Fibra (mm) x Densidad Muscular (g/mm3) La densidad en el músculo de los mamíferos es de 1.056 g/cm3 Esta ecuación supone asumir que el ángulo de penneación de las fibras se mantiene estable durante la contracción muscular, lo que no es real, 22 En estudios realizados con halterófilos, la ecuación queda de la siguiente manera: Logaritmo F = 1.396 + 0.6565 logaritmo del Peso. 258 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR especialmente en sujetos especialmente hipertrofiados como pueden ser los culturistas. 15.3 Hipertrofia y arquitectura muscular. La arquitectura muscular representa, desde el punto de vista macroscopio, la forma y tamaño del músculo, así como el orden y orientación de las fibras musculares, indicando la forma en que actúa sobre las estructuras óseas sobre las que se inserta. La mayor parte de las estructuras musculares implicadas en la la práctica de actividades deportivas responden a lo que se denominan penniformes, bipenniformes y multipenniformes, es decir, músculos que tiene uno o varios orígenes, pero cuyas fibras presentan un cierto ángulo respecto a su punto de inserción (unión miotendinosa o aponeurosis). Grosser et al. (1991) los denomina músculos de sostén o músculos de fuerza o posturales, mientras que aquellos que tienen las fibras paralelas al eje longitudinal los denomina de movimiento o velocidad. El grado de inclinación de las fibras condicionan, no sólo el aspecto externo del músculo, sino también su capacidad de desarrollar fuerza. Esto es especialmente interesante para comprender los efectos que el efecto que un entrenamiento extensivo de fuerza va a tener sobre la imagen del deportista y su fuerza. Lógicamente, tal y como veremos más adelante, el trabajo extensivo con cargas de alta intensidad incrementan el tamaño de componentes contráctiles de la célula muscular, así como otras estructuras (sarcoplasma) aumentando el volumen del músculo en su sección transversal y en su volumen total. El aumento de la sección transversal, en un plano perpendicular al eje longitudinal de la fibra, se conoce como sección transversal fisiológica, mientras que el aumento de la sección transversal del músculo se denomina sección transversal anatómica o funcional. La sección transversal fisiológica del músculo, cuyo valor representa la magnitud del área de la fibra muscular perpendicular al eje longitudinal de cada fibra individual multiplicada por el coseno del ángulo de penneación. Consecuentemente representa el máximo número de puentes de acto-miosina que puede ser activado en paralelo durante la contracción y, por lo tanto, representa la máxima capacidad de generar fuerza de un determinado músculo. Basado en modelos de paralelogramos de músculos bipenneados, la sección transversal fisiológica total incrementa en proporción al seno del ángulo de penneación. Por otro lado, la efectividad de la fuerza contráctil ejercida sobre la aponeurosis y el tendón obviamente decrece cuando el ángulo de penneación aumenta, en consecuencia causa una disminución de la fuerza muscular proporcional al coseno del ángulo de penneación. Diferentes estudios sugieren que los cambios en la arquitectura y la morfología provocados por el entrenamiento de fuerza deben ser atendidos para optimizar los efectos del programa realizado. En vivo, han sido observadas relaciones positivas entre la sección anatómica y el ángulo de penneación de las fibras en el caso del tríceps braquial y el cuádriceps humano. En suma, mayores secciones anatómicas musculares y elevados ángulos de penneación fueron observados en culturistas, 259 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. lo cual sugiere que la hipertrofia muscular inducida por el entrenamiento de fuerza debe ir asociado con un incremento en el ángulo de penneación de las fibras. Sin embargo, sólo pocos y conflictivos datos existen respecto a la influencia del entrenamiento de la fuerza sobre el ángulo de penneación de las fibras. Usando ultrasonido, Kawakami et al. (1995) observaron un incremento significativo en el ángulo de penneación (16.5º vs 21.3º), en el músculo tríceps braquial, después de 16 semanas de entrenamiento de fuerza. Aagard et al. (2001), después de 14 semanas, pudieron detectar ganancias en la sección anatómica, el volumen y el ángulo de penneación. Por el contrario, Rutherford y Jones (1992) no observaron incrementos en el ángulo de penneación del cuádriceps después de 12 semanas de entrenamiento de fuerza. Musculatura del miembro inferior. Se asume que los músculos antigravitatorios (extensores) están diseñados para realizar mayores cantidades de fuerza, mientras que los flexores están especializados en realizar mayores recorridos y mayor velocidad (Lieber y Friden (2000). El cuádriceps se caracteriza por ser un grupo muscular con fibras cortas (especialmente en vastos interno y externo), ángulos de penneación elevados y grandes ASTFs. Esto hace que sea una estructura especialmente preparada para generar elevados niveles de fuerza. Los isquiotibiales tienen fibras muy largas (especialmente sartorio, el semitendinoso y el recto interno), moderadas ASTFs están diseñados para realizar largos recorridos durante a contracción que también se traducen en menores posibilidades de generar fuerza. Este grado de especialización también la podemos encontrar entre flexores plantares (gemelos, sóleo, flexores de los dedos y tibiales) y flexores dorsales de la articulación de la rodilla (peroneos). Musculatura del miembro superior. En esta parte del cuerpo también existe un enorme nivel de especialización macroscópica de su musculatura. De esta forma, podemos afirmar que el bíceps braquial y el braquial son músculos de fibras largas, AFTS elevadas y grandes capacidades de crear fuerza, mientras que los extensores (tríceps) tienen fibras más cortas y un mayor ángulo de penneación. 15.4. Límites de la hipertrofia muscular. Todo parece indicar que la hipertrofia muscular tiene unos límites máximos para que ésta pueda ir acompañada de un incremento en la fuerza. Tales valores máximos de hipertrofia muscular sólo se dan entre las fibras de contracción rápida. McDougall (1984) habla de incrementos aproximados de un 58% para las FT, y de un 39% para las ST de culturistas que llevan entrenando entre 6 y 8 años. Este comportamiento queda condicionado al tipo de estímulo que se utilice durante el proceso de entrenamiento. Con el entrenamiento de fuerza y de 260 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR velocidad se pueden encontrar hipertrofias de ambos tipos de fibras. Con el entrenamiento de resistencia el incremento del tamaño de las fibras se producirá fundamentalmente entre las de contracción lenta, aunque el incremento se deberá fundamentalmente a una elevación del volumen del sarcoplasma de la fibra por efecto del aumento de las reservas de glucógeno. Así mismo, desde el punto de vista de la temporalización del entrenamiento de orientación hipertrófica, existen algunas evidencias que permiten señalar que los procesos de adaptación estructural continuada están limitados en el tiempo. Sólo en el caso de que se utilicen sustancias anabólicas exógenas al deportista se podrá romper esa barrera, aunque este punto necesita un mayor estudio y reflexión. Häkkinen (1985) parece confirmar este hecho en un trabajo de 24 semanas de duración. En él los sujetos participantes fueron sometidos a un entrenamiento de fuerza con cargas del 70 % y el 120 % del 1RM. Durante las primeras 12 semanas se produjo una hipertrofia muscular significativa, pero no ocurrió lo mismo en las 12 semanas siguientes. Según Tihany (1988), el mayor aumento que se puede alcanzar en el porcentaje de área ocupado por las fibras de contracción rápida (FT), mediante una hipertrofia compensatoria, es del rango del 30-50%. Cuanto más alto sea la relación FT/ST, tanto más elevada será la diferencia entre los porcentajes ocupados por las áreas de las fibras de contracción rápida (FT) y lenta (ST). En el cuadro 15-2., se muestra cómo las hipertrofias confirmativa y compensatoria afectan al área que ocuparán las fibras FT y ST. La gráfica muestra en el eje de horizontal el porcentaje de distribución de las fibras FT o el porcentaje de área ocupado por las mismas, mientras que en el eje vertical se muestran los cambios en el porcentaje, fruto de la hipertrofia selectiva alcanzada. Cuadro 15.2. Efectp de la hipertrofia sobre áreas de fibras ST y FT. Fuente: Tihany (1988). La parte inferior del eje horizontal representa la hipertrofia selectiva de las fibras de contracción lenta (ST), mientras que la superior se refiere a las fibras de contracción rápida, de forma que la posición a la derecha de la gráfica (eje vertical) se refiere a hipertrofias confirmativas y las de la izquierda a las compensatorias. Todo señala que una excesiva hipertrofia reduce el umbral de excitación de los órganos de Golgi, responsables de la relajación muscular 261 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. cuando la tensión sobre los tendones es elevada, lo que en sí mismo, más que una ventaja supone una adaptación desfavorable para conseguir elevados niveles de tensión muscular y, en consecuencia incrementar el rendimiento deportivo. En los deportes de velocidad, debemos señalar que grandes hipertrofias pueden comportar una disminución de la velocidad máxima de contracción muscular. Esta disminución en la velocidad de contracción de los músculos hipertrofiados parece estar ligado con el mecanismo de liberación y recaptación de calcio por parte del retículo sarcoplasmático. También Kugelberg y Thronell (1983) demostraron este fenómeno, encontrando que existe una relación inversa entre el porcentaje que representa el retículo sarcoplasmático en el volumen total de la fibra y la velocidad de contracción de la misma. Recordemos que en ésta relación a pesar de que el volumen sarcoplasmático de las fibras rápidas es mayor que en las fibras lentas, su relación respecto al volumen total de la miofibrilla es similar, por lo que será el índice entre estas dos variables la que condiciona la velocidad de liberación y reabsorción del calcio. Otro factor ligado con la relación inversa entre la hipertrofia muscular y su velocidad de contracción lo sugieren Tesch y Larson (1982), al estudiar la modificación del ángulo de actuación de las fibras del músculo. El mayor tamaño individual de cada una de las fibras para el mismo espacio de inserción modifica el ángulo de inclinación de las fibras y trasforma los aspectos mecánicos de la contracción. Esta circunstancia nos debe llamar la atención respecto a la forma de entrenar la fuerza máxima para los deportes de velocidad, ya que como se deduce de lo anteriormente descrito, una excesiva hipertrofia de la musculatura afectada en la acción modificaría su eficacia mecánica respecto a la velocidad. 15.5. Tipos de hipertrofia muscular. Dejando a un lado el concepto de falsa hipertrofia o hipertrofia transitoria que responde a la hinchazón que se produce al final de una sesión intensa y prolongada de fuerza, con el entrenamiento de fuerza, se pretende fundamentalmente hipertrofiar las fibras (FT y/o ST), es decir, aumentar el tamaño de su sección transversal. Esa hipertrofia puede ser de diversa orientación, pudiendo hablarse de los siguientes tipos: 1. Hipertrofia general. 2. Hipertrofia selectiva. 2.1. Confirmativa. 2.2. Compensatoria. El trabajo de hipertrofia general, es aquel en el que aumenta el área de sección de los dos tipos de fibra (FT y ST), independientemente de la distribución de las mismas dentro del músculo. Cuando la hipertrofia de uno de los tipos de fibra es mayor que el del otro, hablaremos de hipertrofia selectiva, la cuál se llamará confirmativa cuando se hipertrofien las fibras que predominan en un músculo, mientras que se llamará compensatoria cuando se hipertrofien las que se encuentran en menor porcentaje. Para Hakkinenn (1981), Fleck y Kraemer (1987) y Tesch (1988), todo parece indicar que los mayores niveles de hipertrofia se consiguen en las de tipo FT, 262 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR mientras que Grosser (1991) habla de incrementos muy similares en los dos tipos de fibra. El que un tipo de fibra presente un tamaño superior que las de otro va a depender fundamentalmente de la clase de entrenamiento empleado. Así, encontramos que la especificidad en el entrenamiento a la que se ven sometidos los practicantes de diferentes modalidades condicionará los niveles de adaptación de cada tipo de fibra. Un ejemplo de deportes en los que la fuerza es la base fundamental, lo encontramos al comparar la halterofilia y el culturismo. Mientras en el primero predomina el trabajo de fuerza en relación con la velocidad, el segundo predomina el trabajo extenuante y el desarrollo muscular. En el primer caso predominará el trabajo de hipertrofia selectiva y el segundo el trabajo de hipertrofia general. En este sentido, Tesch (1984) encontró que las secciones de las FT en el vasto interno, eran de 6.7 µm2 en los culturistas por 7.9 en los halterófilos, confirmando la importancia de la forma en que es entrenado el músculo. Kraemer (1988) señala que el entrenamiento de cargas máximas actúan sobre las FT con más eficacia que el entrenamiento con cargas submáximas de tipo body-building. En el entrenamiento enfocado al aumento de la masa muscular (culturistas), la hipertrofia normalmente es mucho mayor en las fibras intermedias (FTa) y de contracción lenta (ST); en cambio, mediante el entrenamiento de la fuerza máxima (halterofilia), la hipertrofia se produce en menor grado pero el aumento del grosor radica principalmente en las fibras de contracción rápida. PREDOMINIO FT General: PREDOMINIO ST FT = ST %FT = %ST Hipertrofia Confirmativa: Hipertrofia Compensatoria: FT > ST %FT > %ST FT < ST %FT < %ST FT = ST %FT = %ST General: FT < ST %FT < %ST FT > ST %FT > %ST Cuadro 15.3. Variantes de hipertrofia muscular. Fuente: Adaptado de Tihanyi (1988). Los efectos de hipertrofias selectivas producidas por prolongados procesos de entrenamiento específico quedan demostrados en un trabajo de Costill (1976), en el que se analiza el porcentaje de área muscular ocupada por cada tipo de fibra entre sujetos sedentarios, velocistas o mediofondistas. En la tabla se observa como el porcentaje de área ocupada por las fibras FT es mayor en los sujetos especializados en pruebas de velocidad que entre los corredores de mediofondo y entre los sujetos sedentarios. 263 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Especialidad atlética y marca en la prueba Velocidad (100 10.5) Medio-Fondo 800 (1.48.9-1.54.1) Sedentarios Área transversal Porcentaje (%) de fibras rápidas FT ST % Área ocupada por las FT 76.0 (79.0-73.0) 6034 5878 76.5 48.1 (59.5-30.6) 7117 6099 53.5 47.4 (62.0-26.8) 4965 5699 44.0 Tabla 15.5. Correlación y área del corte transversal de las FT y ST de los músculos de la pantorrilla en deportistas y sedentarios. Fuente: Costill (1976). Todos los tipos de fibras son capaces de aumentar su grosor, pero lo realizan de forma diferente. Las de contracción rápida (FT), lo realizan por medio de la síntesis de proteínas, en cambio las de contracción lenta (ST) lo hacen fundamentalmente por disminución en el catabolismo de las proteínas. Estas hipertrofias, que acabamos de explicar, corresponden a cambios estructurales permanentes que tienen en el músculo como resultado de entrenar la fuerza, sin embargo como ya señalamos al comienzo de este apartado, cuando se termina una sesión muy intensa de fuerza, podemos observar una hipertrofia temporal que desaparece pocas horas después. Este incremento del tamaño muscular es fruto de la elevada congestión que se sufre por acumulación de fluidos (edema). 15.6. Otras clasificaciones de la hipertrofia muscular. - Sarcomérica Musculación Musculación General - Sarcoplasmática - Confirmativa Hipertrofia Hipertrofia Muscular Muscular Selectiva - Compensatoria Cuadro 15.4. Clasificación de la hipertrofia muscular según Hatfield. Una de las formas más populares de clasificar la hipertrofia muscular, es la que propone Hatfield (1984) la cual se apoya en la organización de la misma en sarcoplasmática y sarcomérica o miofibrilar. 264 Hipertrófica sarcoplasmática. Consiste en un incremento del volumen muscular a partir de un aumento de la cantidad de proteínas no ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR contráctiles, del sarcoplasma e incluso de nutrientes o líquidos acumulados en la célula muscular. Tal comportamiento de la estructura muscular supone un aumento de la sección transversal sin que necesariamente aumente el número de fibras por unidad de superficie analizada, ni tampoco, necesariamente, aumente la cantidad de proteínas contráctiles existentes en cada un a de las fibras. Este tipo de hipertrofia es muy corriente entre los practicantes del culturismo, explicando los limitados niveles de fuerza que presentan estos deportistas pese a su gran tamaño muscular. Hipertrófica sarcomérica o miofibrilar. Es un tipo de hipertrofia resultante del aumento del número de proteínas contráctiles que pueden encontrarse en el interior de cada sarcómero o bien por una aumento de miofibrillas y, en el caso de existir hiperplasia, de fibras en la sección transversal de un músculo. Tal respuesta adaptativa permite aumentar la capacidad de fuerza contráctil de una estructura muscular. Componente Celular % de la célula Método de entrenamiento adecuado Miofibrillas 20%-30% Sobrecargas 6-12 RM Mitocondrias 15%-25% Sobrecargas 15-25 RM Sarcoplasma 20%-30% Fuerza y Resistencia Capilares 3%-5% Resistencia y tensión continua Depósitos Grasos 10%-15% Descanso y Dieta Glucógeno 2%-5% Dieta Tejido conectivo 2%-3% Fuerza y Excéntricos Otras sustancias celulares 4%-7% Fuerza, Resistencia, Dieta y Descanso Hiperplasia. Es comúnmente aceptado que el número de fibras aumenta durante el crecimiento fetal y que el crecimiento postnatal es debido a la hipertrofia de las fibras. Este volumen muscular ya vimos que puede ser modificado a través del entrenamiento, pero lo que no se sabe a ciencia cierta que es lo que ocurre con el número de fibras existente en el músculo. Aunque en la bibliografía especializada es cada vez más corriente encontrar documentación que hace referencia a la hiperplasia, (aumento del número de fibras), es este un tema muy controvertido y no totalmente comprobado científicamente. McDougall et al. (1984) sugieren que el enorme volumen muscular que logran algunos deportistas como los practicantes de culturismo viene determinado por la hipertrofia del elevado número de fibras que la dotación genética da a su musculatura. Esta hipótesis es muy utilizada en el mundo del deporte, ya que se observa con regularidad que no todos los deportistas responden de la misma forma ante las mismas cargas de entrenamiento. Sin embargo, la validez de esta afirmación no parece muy convincente, pudiendo ser otras variables las que afecten a las grandes hipertrofias musculares que logran algunos deportistas. 265 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Larsson y Tesch (1986) compararon culturistas con sujetos de control observando que los primeros tenían una mayor circunferencia del vasto lateral, pero la sección transversal de las fibras era similar en ambos grupos. Desde que Mospurgo (1897 cfr. Komi-1992) encontrara, en sus investigaciones con animales, que no existía un incremento del número de fibras mediante el entrenamiento, se ha mantenido esta teoría como cierta hasta los últimos años. Sin embargo recientes investigaciones apuntan hacia la posibilidad de que realmente se pueda dar el proceso por el cual se pueda aumentar el número de fibras que poseen los sujetos por cada estructura muscular (hiperplasia). Lo que sí parece constatado es la posibilidad de incrementar el número de miofibrillas existentes en cada fibra. Goldspink (1970; 1974 y 1985) afirma que el aumento del número de miofibrillas es la causa principal de la hipertrofia, mostrando que el aumento de la sección de las fibras es proporcional al número de fibrillas que el sujeto va teniendo a lo largo del crecimiento. Goldspink sugiere que el mecanismo por el cuál el número de miofibrillas estaría aumentando sería la división longitudinal de las mismas como consecuencia de la ruptura de las bandas-Z que separan los sarcómeros, proceso que se desencadena a la vez que aumenta la síntesis de proteínas contráctiles lo que provoca el aumento del tamaño de las miofibrillas por adición de nuevos filamentos. Determinadas investigaciones, realizadas fundamentalmente en animales, parecen demostrar que algunas fibras sufren un proceso de división longitudinal (splitting), mientras que otras explican que la hiperplasia es resultante de la activación de células satélites. En la actualidad, tanto la hiperplasia de las fibras musculares como los mecanismos que la puedan provocar son temas bastantes controvertidos, precisando una mayor investigación para poder llegar a conclusiones definitivas. Básicamente se aceptan tres mecanismos: proliferación, diferenciación y fusión de células satélites; división longitudinal (splitting); diferenciación hacia la línea miogénica de otros tipos de células. Células satélites. Debemos recordar que la existencia de células satélites fue propuesta por primera vez por Mauro (1961), explicando la posibilidad de que el tejido muscular pueda regenerarse tras determinados traumas, o bien activadas por diferentes circunstancias entre las que se podría incluir el ejercicio (estiramientos, acciones excéntricas, trabajo intenso de fuerza, etc.). En el interior del músculo esquelético adulto existe un pool de células mononucleares indiferenciadas denominadas células satélite porque su localización anatómica se encuentra en la periferia de los miotubos multinucleados maduros. En condiciones normales la densidad de células satélite en la fibra muscular está asociada con la proximidad de capilares, mionúcleos y la entrada de una motoneurona. Esta relación anatómica permite la hipótesis de que su número es mayor en fibras tipo-I altamente oxidativas (cinco a seis veces más cantidad que entre las fibras tipo II o glucolíticas) (Schmalbruch y Hellhammer-1977). La presencia de estas células asegura la regeneración muscular en caso de que sufra algún daño, lo que ocasionalmente, siempre de forma controlada, se convierte en el objetivo de trabajo de algunos deportistas que buscan incrementos en su masa muscular (hipertrofia). Este proceso de regeneración requiere de la 266 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR influencia del entorno adecuado que le proporciona la presencia e influencia de factores de crecimiento (IGF-I e IGF-II) que afectan a la regulación (prolifereación y diferenciación) de las células satélite. Son estas señales las que aparecen con el entrenamiento de la fuerza siempre que las cargas utilizadas sean de la suficiente intensidad. Appell et al. (1988), comprobaron que tras un trabajo en cicloergómetro de 30’, repetido 4 días por semana durante 6 semanas, el vasto externo, que antes de iniciar el entrenamiento apenas tenía miofibrillas con núcleo central, sufría adaptaciones que mostraban la existencia de fibras con miotubos, evidenciando la posibilidad de que se puedan formar nuevas fibras. Una de las formas más eficaces de activar las células satélites es mediante el trabajo excéntrico, bien específico o correspondiente a la fase excéntrica de la mayor parte de las acciones musculares intrínsecas a cualquier modalidad deportiva. Darr y Schultz (1987) observaron el efecto que tenía en el sóleo y el extensor largo de los dedos de rata cuando se le obligaba a correr 105' en un tapiz con 18º de declinación, comprobando que la activación aumenta un 250% a las 24 horas de terminar el ejercicio. Smith et al. (1997) señalan que el mecanismo de hiperplasia resultante del daño que genera el ejercicio es más intenso en las fibras de contracción lenta que en los de contracción rápida, aunque posiblemente podamos hablar de estímulos específicos para cada fibra a la hora de activar los mecanismos que conducen a la hiperplasia. División longitudinal. No es siempre considerado un verdadero mecanismo de hiperplasia, sino que supone un comportamiento adaptativo propio de fibras excesivamente hipertrofiadas y con riesgo de colapso funcional o estructural. El proceso consiste en una invaginación de la membrana plasmática y la lámina basal. Como la división no se produce en toda su longitud, el proceso origina segmentos incompletos pero totalmente separados rodeados de membrana basal y, casi siempre, con componentes ultraestructurales bien constituidos y diferenciados que algunos denominan (branched fibers) (Snow-1983). Goldspink (1985) propone que la hiperplasia se puede dar como consecuencia de un desequilibrio entre las bandas A y las bandas I de un sarcómero, motivada por su hipertrofia, provocando la ruptura al nivel de las bandas Z, especialmente en las fibras FT. Gonyea y Gonyea (1994), al estudiar en aves, durante 16 a 28 días, el efecto de aplicar un protocolo que incluía estiramientos con incremento progresivo de las cargas y una duración variable, comprobaron que el número de fibras permanecía estable a los 16 días, pero incrementaba en un 29.7% (p<0.05) a los 28 días. Así mismo, comprobaron que el número y porcentaje de fibras en proceso de división longitudinal (splitting) incrementó (98 y 5.25%) significativamente (p<0.05) al final del proceso. Más escéptico respecto a este fenómeno se muestran MacDougall et al. (1984), quienes después de estudiar tres grupos distintos de sujetos (13 sedentarios; 7 culturistas de nivel medio y 5 culturistas de élite) no encontraron diferencias en el número de fibras que posee cada uno de ellos. No obstante lo que sí está confirmado experimentalmente es que este proceso de multiplicación fibrilar se produce en los animales. 267 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. Diferenciación hacia la línea miogénica de otros tipos de células. Algunas investigaciones sugieren que pueda existir un mecanismo complementario, no perfectamente conocido, de diferenciación miogénica a partir de células existentes (posibles células madre) en el tejido conjuntivo (Young et al.1995), o en otras estructuras vecinas a las que activan el proceso de hiperplasia. 15.7. Otros cambios relacionados con la hipertrofia. La hipertrofia o aumento del tamaño, se debe fundamentalmente al aumento del número de miofibrillas, y al aumento de la cantidad de proteínas (aumento de material contráctil), pero también se puede deber a otra serie de aspectos, los cuáles quedan reflejados en la siguiente tabla adaptada de Anderson (1975), donde se citan otros aspectos complementarios a los ya explicados. AUMENTO DEL TAMAÑO DE LAS FIBRAS AUMENTO DEL TAMAÑO DE MIOFIBRILLAS AUMENTO DEL NÚMERO DE MIOFIBRILLAS ¿AUMENTO DEL NÚMERO DE FIBRAS? ENGROSAMIENTO DE TEJIDOS CONECTIVOS AUMENTO DE CAPILARES ↑ Número de Miofibrillas ↑ Tamaño de las Miofibrillas ↑ Tamaño de las Fibras ↑ Número de Sarcómeros en Serie ¿↑ ↑ Número de Fibras? Hiperplasia ↑ Capilarización Engrosamiento del Tejido Conjuntivo ↑ Reserva Energéticas Retención de Líquidos Hipertrofia Muscular AUMENTO DEL NÚMERO DE SARCÓMEROS EN SERIE Cuadro 15.5. Principales factores que determinan la hipertrofia muscular Capilarización. El aumento de capilares se produce, fundamentalmente, como proceso adaptativo característico en los trabajos de fuerza resistencia de carácter aeróbico, es decir, trabajo prolongado contra resistencias de baja intensidad. La cantidad media de capilares que se encuentran alrededor de las FTa y ST es de 4, mientras los capilares que se encuentran alrededor de las FTb son de 3, 268 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR pudiendo aumentar con el entrenamiento de resistencia o de fuerza resistencia. Por el contrario, MacDougall (1986) y Tesch (1988), no encuentran incrementos de capilares por fibra cuando se realizan entrenamientos de fuerza con cargas de alta intensidad, pero sí cuando las cargas de trabajo son de tipo submáximo. Tesch (1988) explica el fenómeno de la siguiente manera: Con cargas elevadas que permiten sólo pocas repeticiones, como es el caso de esfuerzos como los realizados por los halterófilos, se produce una disminución del número de capilares por fibra, aunque los existentes son de gran tamaño. Con cargas medias y bajas utilizadas en trabajos muy prolongados, como es el trabajo de los culturistas, se aprecia una ligera elevación del número de capilares por fibra. Para Monod (1986) el número de capilares por fibra aumenta con el diámetro de las fibras, aunque la relación puede apreciarse de diversas formas: número de capilares por mm2 de superficie muscular; número de capilares por fibra; número de capilares en contacto con la fibra. En realidad, lo que determina la eficacia en la irrigación de un músculo no es el número de capilares, sino la relación de capilares por superficie. De acuerdo con estos planteamientos enunciados, es lógico imaginar que los deportistas que se entrenen basándose en la mejora de la potencia muscular, presentarán una hipertrofia selectiva de fibras rápidas (FT) que estarán acompañadas de una baja capilarización. En oposición, aquellos deportistas que buscan con su entrenamiento obtener hipertrofias generales de los dos tipos de fibras (FT y ST), como es el caso de los culturistas, tendrán un número de capilares superior que las poblaciones de deportistas de fuerza velocidad. Aumento del tejido conectivo denso. El tejido conectivo denso es un tejido conectivo fibroso que se caracteriza por poseer abundantes fibras colágenas engrosadas. La hipertrofia del tejido conectivo permite, por un lado, mejorar la capacidad elástica del músculo, y por otro, poder realizar trabajo con cargas elevadas sin riesgo de lesión para la célula muscular. Este tejido forma una parte fundamental de la estructura muscular. Mac Dougall (1984) señala que el tejido conectivo representa el 13 % del volumen muscular (7% colágeno y 6% otros elementos). Está aceptado que entrenamientos con pesas y la musculación en general aumentan el tamaño y la eficacia del tejido conectivo, especialmente cuando el trabajo se realiza por encima de la longitud de equilibrio. Numerosos entrenadores proponen el trabajo isométrico y, especialmente, el trabajo isométrico en elongación, más los rebotes en esta posición, como la forma más adecuada para conseguir una hipertrofia de este tejido. De forma más específica, hablaremos de esta forma de trabajo cuando hablemos del entrenamiento excéntrico. Número de sarcómeros en serie. En el entrenamiento de fuerza, a la hora de hablar de hipertrofia muscular, no podemos olvidar la posibilidad de aumentar, mediante el entrenamiento, el número de sarcómeros en serie. Goldspinck y Williams (1973) nos indican que el 269 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. número de sarcómeros en serie no es fijo, ni siquiera entre los sujetos adultos, ya que el mismo puede variar por diversas circunstancias, bien incrementándose o disminuyendo. Todo parece indicar que el trabajo muscular en amplitud permite aumentar el número de sarcómeros en serie que posee una miofibrilla, mientras que el trabajo muscular realizado con amplitudes débiles provoca el proceso inverso. También inmovilizaciones prolongadas con el músculo en elongación, producen alteraciones morfológicas de estas características (Goldspink-1985), en proporciones entre un 20-30% respecto al número inicial. Este aumento del número de sarcómeros en serie, lleva a un aumento de la velocidad de contracción y un aumento en el desplazamiento (Edgerton-1986). Edgerton et al. (1983) nos indican que el músculo con fibras más largas (mayor número de sarcómeros en serie) puede producir el doble de desplazamiento, durante una contracción muscular, que los músculos con fibras más cortas, pero a la vez producirá menos fuerza. Fisiológicamente, cuando ambos tipos de fibra (larga y corta) son estimulados simultáneamente, el acortamiento de cada sarcómero será similar en el mismo espacio de tiempo, pero el desplazamiento total del músculo será mayor en el que posea unas fibras más largas, con lo que la velocidad de acortamiento (espacio/tiempo) también será superior. Las mayores producciones de fuerza que se consiguen con los músculos de fibras más cortas se deben al mayor número de sarcómeros en paralelo que estas fibras suelen tener. Evidentemente, aquellos deportistas de músculo largo y elevada sección transversal, tendrán un elevado rendimiento en fuerza máxima y fuerza velocidad. Tihany (1989) nos cita a una serie de investigadores, las cuáles demuestran que, en adultos, las contracciones excéntricas pueden determinar el aumento de la fibra muscular en dirección longitudinal (número de sarcómeros en serie), pero siempre que el esfuerzo corresponda a una gran frecuencia de estimulación y creando un estiramiento mayor que en situación de reposo. Con este tipo de contracción conseguimos una perfecta optimización de los sarcómeros en serie, ya que de ellos depende tanto la distancia que el músculo puede acortarse, como la longitud del sarcómero sobre la cuál éste puede producir su máxima potencia, de manera que la longitud del sarcómero se ajusta en función del ángulo y rango de movimiento. Las alteraciones en el número de sarcómero de una miofibrilla juega un papel importante la desmina. Recordemos que esta proteína se encuentra en cada sarcómero y tiene como función unir diferentes miofibrillas desde las líneas-Z. Shah et al. (2001) señalan que aunque la desmina no juega un papel esencial en la sarcomerogénesis o en la pérdida de sarcómeros (inmovilización), sí juega un papel relevante en la regulación de la autoorganización interna del músculo. 15.8. Hipertrofia vs género Muchos entrenadores y deportistas no son partidarios del trabajo de la fuerza en las mujeres por motivos sociales relacionados con la feminidad y los estereotipos que de ella tiene la mayor parte de los ciudadanos. Afortunadamente, 270 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR en la actualidad esto es algo cada vez más aceptado por la mayor parte de la población. Para algunos autores, todo parece indicar que el aumento del tamaño de la fibra por el entrenamiento varía con el sexo. A pesar de encontrarse mejoras similares en los valores de fuerza, los aumentos en la circunferencia de los músculos de las mujeres son substancialmente inferiores. Esta diferencia parece estar motivada por los diferentes niveles de producción de testosterona (20-30 veces mayor en los hombres respecto a las mujeres), aunque este aspecto debería ser tratado en mayor profundidad, ya que la relación de los andrógenos, vistos desde una forma aislada, con la hipertrofia muscular debe ser redefinido. Todo parece indicar que la calidad funcional del músculo (propiedades contráctiles y habilidad para desarrollar fuerza) de las mujeres es igual a la que se puede dar entre los varones, sólo que adaptado a sus peculiaridades biológicas, lo que nos hace pensar que si el estímulo de entrenamiento es el adecuado, estas diferencias están especialmente vinculadas a la diferente tasa de hormonas anabólicas circulantes. Algunos trabajos no encuentran diferencias significativas entre los dos sexos en su respuesta en hipertrofia cuando son sometidos al entrenamiento de fuerza. Häkkinen (1989) comprobó, en estudiantes de educación física, que tras 16 semanas de trabajar con cargas del 70-100%, las mejoras de fuerza máxima isométrica (15-20%) e hipertrofia muscular (11-14%) es similar entre ambos sexos. Por su parte, Cureton (1988) encontró una hipertrofia similar (15-20%) en mujeres sedentarias que trabajaron con cargas del 70-90% durante 16 semanas. Bailey et al. (1987) observaron ganancias del 21% en las fibras rápidas (Tipo-IIB). Staron et al. (1989) estudiaron en 24 mujeres el efecto de 20 semanas de entrenamiento intenso de fuerza para los miembros inferiores, encontrando una hipertrofia significativa en las fibras tipo-I (15%), tipo-IIA (45%) y tipo-IIAB + IIB (57%), sugiriendo que no deben variar respecto a las mejoras que se puedan observar en los hombres. 15.9. Hipertrofia vs proporcionalidad. La hipertrofia es el objetivo fundamental de los culturistas, pero de nada sirve un gran Cuerpo si este no guarda un mínimo de proporcionalidad con el resto del cuerpo. Una forma de controlar esta proporcionalidad corporal pasa por la 271 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. evaluación de las medidas de diferentes partes del cuerpo y compararlas con un valor de referencia. James (2001) propone utilizar la medida de la circunferencia de la muñeca como indicador ideal de proporcionalidad corporal. Antebrazo Brazo Cuello Constante respecto a la medida de la muñeca 1.74-1.92 2.09-2.43 2.23-2.35 Gemelos 2.09-2.43 Segmento Corporal Segmento Corporal Muslo Pecho Cintura Estándar Cintura Culturista Constante respecto a la medida de la muñeca 3.13-3.55 5.81-6.55 4.35-4.92 4.00-4.30 Tabla 15.6. Uso de la medida de la circunferencia de la muñeca como indicador de proporcionalidad corporal. Así, a modo de ejemplo, una persona que tenga una muñeca de 20 centímetros, para tener un cuerpo proporcionado deberá tener las siguientes medidas corporales (límites inferiores y superiores sobre los que se debe mover desde niveles de normalidad hasta uno ligeramente musculado): Parámetro Mínimo (no musculado) Máximo (músculado) Antebrazo 34.8 cm 38.4 cm. Brazo 41.8 cm 48.6 cm Cuello 44.6 cm 47.0 cm Gemelos 41.8 cm 48.6 cm Muslo 62.3 cm 70.1 cm Pecho 116.2 cm 131.0 cm Cintura Estándar 87.0 cm 98.4 cm Cintura Culturista 80.0 cm 86.0 cm Tabla 15.7. Perímetros de distintas partes del cuerpo entre el máximo y mínimo para un culturista. Lógicamente, al hablar de proporcionalidad debemos considerar otros aspectos entre los que destacan el peso corporal del deportista y el tipo de modalidad que practica. Un deportista presentará un mayor volumen muscular que otros deportistas o que un sujeto sedentario normalmente musculado. 272 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR Altura Peso Cuello Bíceps Antebrazo Muñeca Pecho Cintura Cadera Muslo Rodilla Gemelos 152,40 51,70 35,81 33,53 27,94 16,00 93,22 69,85 83,82 50,29 32,77 33,53 157,48 57,14 36,83 34,54 28,70 16,51 96,27 72,14 86,61 52,07 33,78 34,54 162,56 62,58 38,10 35,81 29,72 17,02 99,31 74,42 89,41 53,59 35,05 35,81 167,64 68,48 39,12 36,83 30,73 17,53 102,36 76,71 92,20 55,37 36,07 36,83 172,72 74,83 40,39 38,10 31,75 18,03 105,41 78,99 95,00 56,90 37,34 38,10 177,80 81,63 41,66 39,12 32,51 18,54 108,71 81,53 97,79 58,67 38,35 39,12 182,88 88,89 42,67 40,13 33,53 19,05 111,76 83,82 100,58 60,20 39,37 40,13 187,96 96,60 43,94 41,40 34,54 19,56 115,06 86,11 103,38 61,98 40,64 41,40 193,04 104,76 45,21 42,42 35,31 20,32 118,11 88,39 106,17 63,75 41,66 42,42 113,38 46,48 43,69 36,32 20,83 121,16 90,93 108,97 65,28 42,67 43,69 198,12 Tabla 15.8. Ejemplo de proporcionalidad para un deportista normal. Altura Peso Cuello Bíceps Antebrazo Muñeca Pecho Cintura Cadera Muslo Rodilla Gemelos 152,40 77,55 41,91 43,43 33,53 18,03 117,09 87,88 101,35 63,25 38,61 41,91 157,48 85,26 43,18 44,70 34,54 18,54 120,90 90,68 104,90 65,53 39,88 43,18 162,56 93,87 44,70 46,23 35,81 19,05 124,71 93,73 108,20 67,56 41,15 44,70 167,64 102,94 45,97 47,75 36,83 19,81 128,78 96,52 111,51 69,60 42,42 45,97 172,72 112,47 47,24 49,02 38,10 20,32 132,59 99,57 115,06 71,88 43,69 47,24 177,80 122,45 48,77 50,55 39,12 21,08 136,65 102,62 118,36 73,91 45,21 48,77 182,88 133,33 50,04 51,82 40,13 21,59 140,46 105,41 121,67 75,95 46,48 50,04 187,96 145,12 51,56 53,34 41,40 22,35 144,53 108,46 125,22 78,23 47,75 51,56 193,04 157,36 52,83 54,86 42,42 22,86 148,34 111,25 128,52 80,26 49,02 52,83 198,12 170,06 54,36 56,39 43,69 23,62 152,40 114,30 131,83 82,30 50,29 54,36 Tabla 15.9. Ejemplo de proporcionalidad para un deportista normal. 15.10. Definición muscular. Se entiende por definición al proceso por el cual algunos deportistas tratan de marcar al máximo sus relieves musculares. Ello implica una serie de intervenciones complejas que abarcan diferentes niveles en el proceso de preparación de un culturista entre los que se incluyen trabajos orientados a lograr una elevada hipertrofia muscular y, por otro lado, la disminución de grasa y líquidos extracelulares en las estructuras musculares. Esto, sin lugar a dudas, permitirá resaltar (recortar) con mayor eficacia la musculatura del deportista. En este apartado no tratamos de entrar en la descripción de algunas técnicas poco saludables que realizan con este fin un elevado número de deportistas, sino tratar de explicar algunos comportamientos funcionales básicos vinculados con los niveles de grasa corporal que posee, o debe poseer, un deportista que se dedica a esta modalidad deportiva (doping). Es un hecho conocido por todos los especialistas que los trabajos aeróbicos facilitan la utilización de ácidos grasos como sustrato energético ayudando a disminuir el porcentaje graso corporal, pero también es cierto que para que esto sea eficiente y permita conseguir los efectos deseados, el esfuerzo utilizado debe ser lo suficientemente largo e intenso como para gastar la suficiente cantidad de reserva grasa, lo que por otro lado provoca una situación catabólica poco deseable para quienes tantas horas y esfuerzo han dedicado a conseguir una importante masa muscular. Esto hace que debamos buscar otras alternativas 273 CUADRADO, G. / PABLOS, C. / GARCÍA, J. legales que sirvan para disminuir la cantidad de grasa corporal sin alterar, por su intensidad, el complejo y sensible funcionamiento de nuestro organismo. Indudablemente, la obesidad moderada que supone un elevado porcentaje graso es el principal enemigo de una adecuada definición muscular. Recientemente (prácticamente desde mediados de los años noventa) se viene estudiando el mecanismo de la leptina y su relación con la cantidad de grasa corporal, y/o la sensación de apetito (efecto anti obesidad), que tiene una persona y, de forma más concreta, el comportamiento de esta hormona durante la práctica de actividad física. La leptina es una hormona liberada, fundamentalmente, por los adipositos (especialmente en los depósitos subcutáneos de grasa) que actúa sobre el SNC (células diana con receptores de la familia de las citoquinas-I). Sus niveles reflejan el nivel de reserva grasa, al tiempo que regula el balance energético existente. De esta forma, en estados de ayuno o baja ingesta calórica disminuyen los niveles de Leptina, dándose el comportamiento opuesto cuando la ingesta aumenta. Esto debe tenerse en cuenta por los culturistas cuando bajan significativamente su ingesta en la etapa de definición muscular (mecanismos de adaptación energética en situaciones de ingesta limitada provocando, entre otras cosas, la inhibición de la función termogénica de la T3). Se sabe que al aumentar el tamaño de las células grasas se incrementa la producción de esta hormona que al ser segregada e introducida en el torrente circulatorio, una vez que llega al hipotálamo inhibe el apetito. Este mecanismo ha hecho pensar que los sujetos obesos pueden presentar cierto grado de hiposensibilidad del hipotálamo a la presencia de la hormona (bajo número de receptores, escasa actividad o alteración biológica de la hormona). Foto del excelente culturista español Eusebio Martín Los culturistas, especialmente los que utilizan dosis de insulina exógena en sus estrategias competitivas, deben tener en cuenta que la leptina tiene una elevada vinculación con la misma. Diferentes estudios demuestran que la 274 ASPECTOS METODOLÓGICOS Y FISIOLÓGICOS DEL TRABAJO DE HIPERTROFIA MUSCULAR cantidad de leptina producida puede verse incrementada en presencia de la insulina con sus lógicas consecuencias metabólicas. Así mismo, la leptina también modula la secreción de la insulina y su actividad, ya que su presencia tiene efectos anti-insulínicos y alteran las concentraciones de glucosa (Wauters et al.-2000). El entrenamiento, por sí mismo, supone un estímulo regulador de los niveles de leptina circulante, especialmente cuando este es de larga duración y, como es lógico, moderada intensidad. Parece que los estímulos que agotan significativamente las reservas de glucógeno hepático y muscular son los que tienen mayor relación con la regulación de la hormona. BIBLIOGRAFÍA. Aagaard, P., Andersen, JL., Dyrhe-Poulsen, P-. Leffers, AM., Wagner, A., Magnusson, SP., Halkjaer-Kristensen, J., Simonsen, EB. 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