Fisiología y metabolismo del tejido muscular

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El tejido muscular está formado por fibras musculares y está especializado en la contracción

Los tipos de tejido muscular son:

1.- Músculo Esquelético
2.- Músculo Cardíaco
3.- Músculo Liso




El músculo esquelético está unido al esqueleto, y es capaz de generar movimiento a través de las palancas que forman los huesos y las articulaciones.

Se trata por tanto de músculo de contracción voluntaria, siendo algunas de sus funciones:

- Generar movimiento
- Generar calor
- Mantener la forma corporal
- Proteger el resto de órganos

Podemos mejorar nuestra composición corporal, añadiendo mas masa muscular y reduciendo la masa grasa.
Esto implicara llevar un tipo de alimentación concreto y efectuar algún tipo de entrenamiento con resistencias (con cargas).

El músculo esquelético a nivel microscópico es una especie de máquina hecha de proteínas. Concretamente 2 proteínas específicas: actina y miosinaque están dispuestas como una especie de hebras dispuestas una al lado de la otra, formando el sarcómero.
En el sarcómero encontramos otras proteínas que se encargan de mantener su estructura y funcionalidad, como la troponina, la tropomiosina, titina o la nebulina 
El sarcómero es la unidad funcional y básica de movimiento. Seria el motor que se encarga de la contracción muscular.

Los sarcómeros apilados uno detrás de otro constituyen las miofibrillas. Cuando reciben la orden del Sistema Nervioso, los sarcómeros se contraen (se acortan) Este es el mecanismo por el cual el músculo se acorta durante la contracción y el movimiento
Para que se produzca la contracción muscular se precisa de un estímulo inicial del sistema nervioso. La unión del sistema nervioso y del sistema musculoesquelético conforma el
sistema neuromuscular 

El sistema nervioso esta formado principalmente por la médula espinal y el cerebro que están interconectados.
De la médula espinal surge la motoneurona que esta conectada numerosas fibras musculares a la vez.

Cerebro < -- > Médula < -- > Músculo

Cuando una motoneurona se activa todas las fibras musculares conectadas a ella se activan. El conjunto motoneurona + fibras musculares se denomina Unidad Motora
La fuerza que un músculo puede desarrollar depende básicamente de 2 factores:

· Grado de Hipertrofia
· Impulso Nervioso que reciba

Al levantar una carga progresivamente más pesada, reclutamos más unidades motoras del músculo para tratar de vencer la resistencia - Coordinación Intramuscular
Cuando la tensión a vencer sobrepase cierto umbral (80-85% de la RM) todas las unidades motoras del músculo van a ser reclutadas. 
Una vez sobrepasado este punto de máximo reclutamiento, las ganancias de fuerza adicionales provendrán de un aumento de la frecuencia de impulso nervioso.
La frecuencia de impulso nervioso esta relacionada con el grado de esfuerzo del
sujeto (estado de concentración, motivación…)

La coordinación entre los diferentes músculos es necesaria para mejorar la habilidad en determinados movimientos:
sentadilla, press... Esto se denomina Coordinación intermuscular

· Las unidades motoras se clasifican:
- Contracción Rápida (tipo 2)
- Contracción Lenta (tipo 1)

Unidades Motoras de Contracción Rápida 
Tienden a poder generar niveles altos de fuerza, y a fatigarse rápidamente

Unidades Motoras de Contracción Lenta
Tienden a poseer un potencial de generación de fuerza bajo y a ser resistentes a la fatiga

Sin embargo, las unidades de contracción rápida, en humanos, también pueden crear fuerzas pequeñas y viceversa (lentas-fuerzas grandes)
Por tanto, seria más correcto clasificar las unidades motoras por su resistencia a la fatiga y por su capacidad de generar fuerza, y NO por su velocidad de contracción

El comportamiento de una fibra muscular, viene dado por el SNC, y esto va a determinar las
características de la fibra.

Las fibras musculares pueden clasificarse en función de la velocidad de contracción, de la actividad metabólica predominante y del tipo y proporción de miosina.

En realidad muchas de estas fibras son híbridas, es decir que poseen múltiples características diferentes

Se cree que la predominancia entre los tipos de fibras es un factor relevante que influye en la capacidad de sobresalir en determinados deportes

Generalmente en aquellos músculos que sean utilizados de una forma habitual y regularmente (musculatura postural, o que se utilice al andar o estar de pie) vamos a encontrarnos con una mayor proporción de fibras de tipo 1, mientras que en aquellos músculos que utilicemos de una forma menos regular, encontraremos mayor proporción de fibras de tipo 2.


A pesar de los factores genéticos, las fibras musculares tienden modificarse en función de la forma en la que sean activadas. Los atletas de resistencia hacen que sus fibras de tipo 2 (rápidas) se  acaben adaptando y comportando como fibras de tipo 1 (lentas) Esto, sin embargo, no parece afectar a la capacidad de producir picos grandes de fuerza. Las fibras son como son, en parte por el tipo de estimulación nerviosa que reciben (neurona)

HIPERTROFIA MUSCULAR

El tamaño de un músculo viene dado por el tamaño total de todas sus fibras. El aumento de la sección transversal de la fibra hace que aumente el tamaño total del músculo.
Dentro de una fibra muscular:
- 80% del volumen es Miofibrilla
- 20% del volumen es Sarcoplasma
El sarcoplasma esta compuesto por agua, glucógeno, ribosomas, capilares, enzimas
metabólicas, mitocondrias, triglicéridos…

Se suele diferenciar popularmente entre: 
Hipertrofia Sarcomérica – Deportes Fuerza
Hipertrofia Sarcoplásmica – Culturismo

Cualquier tipo de entrenamiento que aumente uno de los compartimentos, también va a aumentar el otro en cierto grado, ya que están correlacionados dependen el uno del otro.
Parece lógico complementar ambos métodos de forma que logremos el máximo crecimiento posible en ambos sentidos

El tamaño de una célula viene limitado por la relación de su área de superficie
respecto a su volumen 

-Una célula pequeña tiene una mayor superficie relativa disponible en relación a su volumen que las células grandes
Eso significa una mayor disponibilidad de nutrientes y de intercambiar sustancias con el medio. Mas facilidad para desarrollarse

Una célula que doble su radio, tendrá:
- Área Superficial 4 X más grande
- Volumen 8 X más grande
Esa es una limitación importante, ya que a través de el área superficial se produce el intercambio de nutrientes, etc.
Llegará un momento que el aumento de tamaño no pueda dar soporte vital al material  obtenido dentro de la célula. Lo mismo sucede para la fibra muscular.

Área Superficial – Membrana

Los tejidos y el mismo cuerpo se encuentran en un estado constante de
flujo entre anabolismo-catabolismo. Este flujo es necesario para que se produzca la reparación, renovación y adaptación al medio.

En el músculo, el intercambio de aminoácidos se denomina turnover proteico en el adulto este turnover se encuentra en equilibrio – homeostasis

METABOLISMO PROTEICO

Para que este equilibrio se rompa se precisa que la síntesis proteica muscular sea diferente de la degradación proteica muscular Turnover (Balance) = Síntesis – Degradación
Para lograr aumentar la masa muscular necesitamos crear un balance proteico positivo
+ Síntesis y/o - Degradación
Existen 2 factores principales responsable de incrementar la síntesis muscular proteica:
- Entreno con Cargas
- Ingesta de Aminoácidos

ENTRENAMIENTO Y NUTRICIÓN

Entrenar con Cargas tiene un efecto positivo sobre la síntesis proteica tras 2-3
horas después de finalizar un entrenamiento.
Se alcanza un pico de síntesis proteica alrededor de las 24 horas siguientes
Se mantiene elevada la síntesis proteica hasta las 48 horas siguientes al ejercicio
Hacia las 72 horas después del entrenamiento la síntesis proteica retorna
a valores normales
El aporte adecuado de aminoácidos (proteína dietética) es otro factor imprescindible para dar soporte al crecimiento muscular
 La Leucina (aminoácido – BCAA) ha mostrado la capacidad por si misma de desencadenar la síntesis proteica 
Entrenamiento + Leucina = Efecto Superior
La insulina (estimulada por los carbohidratos y algunos aminoácidos) reduce el catabolismo proteico, por tanto afecta positivamente al turnover proteico  


El entrenamiento también posee un efecto sobre el catabolismo proteico,
aumentándolo a corto plazo 
El turnover proteico también aumenta tras el entrenamiento: + turnover = + anabolismo + catabolismo

Aunque aumenten el anabolismo y el catabolismo (síntesis y degradación) el resultado es una síntesis de mayor duración e intensidad que la degradación

HIPÓTESIS ENERGÉTICA

Para lograr una balance proteico positivo, es necesario un aporte energético elevado.

La célula solo puede disponer de una cantidad de energía limitada (tanto en
almacenaje como en producción) necesaria para todas las funciones celulares
Existe una molécula reguladoradenominada AMPK que se encarga de monitorizar el “pool” energético, cuando los niveles de energía descienden, AMPK limita todos los
procesos energéticamente costosos

CRECIMIENTO MUSCULAR

Podemos dividir el crecimiento muscular en 2 fases:
- Fase a corto plazo
- Fase a largo plazo
La fase a corto plazo se inicia justo al finalizar el entrenamiento
La fase a largo plazo se inicia tras 3-6 horas después del entrenamiento,
también llamada remodelación adaptativa, tiene su pico de actividad a
las 24-48 horas y vuelve a la normalidad sobre las 72horas posteriores al ejercicio

CRECIMIENTO MUSCULAR - CORTO PLAZO

En el núcleo de la célula encontramos los genes. Estos pueden activarse o desactivarse en respuesta a señales químicas.
Cuando un gen es activado, a través de la transcripción, se convierte la información del gen a un mensajero (ARNm) que viaja hasta los ribosomas fuera del núcleo 
Los ribosomas son como una especie defactorías ya que captan los aminoácidos los convierten en proteínas para la célula


La molécula Akt-mTOR es un regulador del crecimiento, ya que aumenta las señales químicas que activan los genes 
Akt-mTOR es sensible a la ingesta de aminoácidos y al ejercicio con resistencias
El estiramiento mecánico y la deformación de la fibra muscular producidos durante el ejercicio son grandes responsables de la activación de Akt-mTOR – Mecanotransducción


Durante el ejercicio, podemos diferenciar 2 fases de movimiento del músculo: 
- Fase Concéntrica (Acortamiento)
- Fase Excéntrica (Alargamiento)

La fase excéntrica se caracteriza por producir mayor estrés mecánico sobre las
fibras musculares


-En respuesta al estrés mecánico se sintetiza el Factor de Crecimiento Mecánico.
-El factor de crecimiento mecánico es la versión intramuscular de la IGF-1, un
conocido factor de crecimiento
-El factor de crecimiento mecánico posee multitud de efectos anabólicos sobre
la fibra muscular:

- -A nivel de las células satélite
- -Sobre la síntesis proteica
- -Ralentiza la atrofia muscular


La tensión mecánica además: 
- Aumenta el nº de ribosomas
- Aumenta el nº de receptores hormonales

La tensión o estiramiento puede producirse también a través de aumentar la presión  entro de la fibra muscular, aumentando el volumen interior de la célula:
- Cargar de glucógeno
- Cargar de creatina
- Congestión muscular

Adicionalmente, la fibra muscular se vuelve más sensible a la tensión o estiramiento en  condiciones de déficit energético y nutritivo Isquemia


El gasto energético esta correlacionado con el grado de hipertrofia experimentado
(Wenborn – 2007)

Esto significa que no solo seria necesario que existiera tensión, sino que esta debería  existir suficiente trabajo total con pesos para obtener las mejores ganancias

Existe por tanto 2 factores a tener en cuenta:
- Tensión/Estiramiento generados
- Trabajo total realizado
Ambos factores van a incidir directamente sobre la actividad de Akt-mTOR y AMPK

CONSIDERACIONES ADICIONALES

El proceso de adaptación funciona protegiendo al cuerpo de los daños, de modo que sucesivamente,  el cuerpo se vuelva menos sensible a los estímulos de deformación o estiramiento.

Esto explica porque a medida que nos hacemos más fuertes, debemos aumentar el estimulo para seguir progresando. El mismo estimulo, a lo largo del tiempo, deja de promover adaptaciones 
El entrenamiento de resistencia (cardiovascular, aérobico) activa AMPK y las vías  metabólicas relacionadas, pero NO la síntesis proteica ni el resto de vías anabólicas. Esto explica porque agotar el músculo no es estímulo suficientePrecisa de cargas elevadas para hipertrofiar

CRECIMIENTO MUSCULAR – LARGO PLAZO

El cuerpo esta constantemente reciclando sus proteínas. No solo debemos crear crecimiento, sino que debemos darle soporte suficiente una vez el crecimiento se ha generado. 
El total de proteínas que pueden ser sintetizadas y mantenidas esta relacionado con
el número de:
- Ribosomas
- Núcleos celulares
Las células musculares son multinucleadas. Para poder hipertrofiar se añaden núcleos a las células a través de las células satélite, que rodean el músculo y se fusionan con el cuando se “activan”


La activación de las células satélite viene dada, entre otros factores, por el trabajo con  cargas 
La respuesta inflamatoria debida al ejercicio, también promueve la actividad de las células
satélite.

La actividad de las células satélite está directamente relacionada con:

- Niveles de andrógenos (testosterona)
- La inflamación (entreno duro y pesado)
Cuanto más avanzado sea un culturista, más proteína tendrá que sustentar, por tanto, más
fusiona miento de células satélite precisará


Las necesidades de entreno pueden variar:
- Novato: Activación Síntesis Proteica
(entrenos frecuentes - 72h)
- Avanzado: Fusión Células Satélite
(entrenos duros y pesados)
Además cabe recordar que en un avanzado, las membranas de la fibra y los tejidos conectivos circundantes están reforzados y se vuelven menos sensibles a señales mecánicas de deformación o estiramiento.
El culturista avanzado no realiza entrenamientos superduros porque necesariamente sea lo
óptimo, sino porque no tiene mas remedio, si quiere seguir progresando

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